DOI:10.1016/j.cej.2020.124162

普鲁士蓝（PB）具有丰富的间隙位置和较高的理论容量，在电池和电容去离子方面有广阔的应用前景。本文中，研究者开发了一种在电纺柔性富铁多孔碳纳米纤维（Fe-CNF）上原位生长PB的简便方法，以获得自支撑的PB镶嵌CNF（PB@CNF）。Fe-CNF在K4[Fe(CN)6]水溶液中经缓慢加酸简单孵育后，大量的PB颗粒被均匀、紧密地限定在纤维孔内，具有良好的稳定性。由于PB颗粒沿导电CNF基质均匀分布，PB@CNF可直接用作自支撑电池电极，且具有318.4 F·g-1的优异比容量。该自支撑PB@CNF电极已成功应用于电池电容器去离子装置中以实现选择性钾吸附，具有2.55 mmol·g-1（相当于190.1 mg·g-1 kcl吸附量）的超高吸附容量和良好的稳定性。在Na+、Ca2+和Mg2+共存的合成海水中，K+的回收率达到73.4%。这种合成方法对设计用于电容器和电池的柔性电极具有极大的潜力。

图1.PB@CNF作为柔性自支撑电池电极的制备过程示意图。

图2.（a）Fe-CNF和（c）PB@CNF的SEM图像。（b）和（d）分别对应于（a）和（c）的放大图像。

图3.（a）PB@CNF的TEM图像。（b）（a）的高分辨率TEM图像。下图对应于（a）的C、N、K和Fe元素的分布。

图4.（a）样品的FITR光谱、（b）拉曼光谱、（c）XRD图和（d）N2吸附-解吸等温线。

图5.（a）Fe-CNF和PB@CNF的奈奎斯特图。（b）Fe-CNF和PB@CNF的相应比容量曲线。

图6.（a）扫描速率为3 mV·s-1，PB@CNF在1 M不同盐溶液中的CV曲线。（b）PB@CNF在不同扫描速率（1-10 mV·s-1）下的对应比容量。在（c）1 M KCl和（d）1 M NaCl溶液中不同电流密度下PB@CNF的GCD曲线。

图7.PB@CNF||AC和Fe-CNF||AC细胞在10 mM KCl溶液中的K+吸附性能。

图8.（a）在包含10 mM单盐溶液（KCl，NaCl，CaCl2和MgCl2）的PB@CNF||AC电池中，充放电循环中不同阳离子的吸附能力随时间的变化情况。电流密度：10 mA·g-1。（b）合成海水中不同阳离子的回收百分比。误差条显示相对标准偏差（n=3）。

图9.PB@CNF||AC电池中K+回收率的循环稳定性测试。