作为电容去离子（CDI）的一个新兴研究分支，法拉第电容去离子（FDI）因其脱盐效率高、操作灵活和无二次污染的特点，在缓解全球水资源压力方面显示出巨大的潜力。然而，目前的FDI系统脱盐动力学缓慢，阴离子捕获电极的循环稳定性较差，这极大地限制了其实际应用。

近期，青岛科技大学袁勋教授&刘勇副教授等人提出了一种将FeOOH纳米颗粒交织在碳纳米纤维气凝胶中以构建三维网络结构（CNFAs@FeOOH）的策略，并进一步将其用作FDI的氯离子捕获电极。结果表明，配备CNFAs@FeOOH的FDI系统具有卓越的脱盐性能，其超高脱盐率可达0.33mg/g/s。更重要的是，基于CNFAs@FeOOH的FDI系统具有出色的循环稳定性，在100次循环中无明显下降，在200次循环中仅下降17.85%。

图1.CNFAs@FeOOH的合成过程示意图。

图2.（a-b）CNFAs和（c-d）CNFAs@FeOOH-0.2在不同放大倍数下的FESEM。（e-f）CNFAs@FeOOH-0.2在不同放大倍数下的TEM。

图3.（a）CNFAs@FeOOH-0.1、CNFAs@FeOOH-0.2和CNFAs@FeOOH-0.3的XRD图谱和（b）氮气吸附-解吸等温线。CNFAs@FeOOH-0.2的高分辨率XPS（c）Fe2p和（d）C1s光谱。

图4.（a）CNFAs、FeOOH、CNFAs@FeOOH-0.1、CNFAs@FeOOH-0.2和CNFAs@FeOOH-0.3在1M NaCl溶液中的CV、（b）比电容和（c）奈奎斯特图。（d）CNFAs@FeOOH-0.1、CNFAs@FeOOH-0.2和CNFAs@FeOOH-0.3的比电容与扫描速率平方根的倒数的关系，（e）比容量的倒数与扫描速率平方根的关系，以及（f）表面与扩散控制对总电容的贡献。

图5.（a）基于CNFAs@FeOOH-0.2的FDI在50、100、200、350、500、700和900mA/g时的浓度瞬态，（b）脱盐能力/充电效率；（c）基于CNFAs@FeOOH-0.2的FDI和文献中报道的其他氯化物插层FDI系统的Kim-Yoon Ragone图；（d）基于CNFAs@FeOOH-0.2的FDI在不同供液浓度下的脱盐能力变化；（e）基于CNFAs@FeOOH-0.2的FDI的耐久性能（在50和100mA/g条件下）。

该工作以“Integrating FeOOH with bacterial cellulose-derived 3D carbon nanofiber aerogels for fast and stable capacitive deionization based on accelerating chloride insertion”为题发表在《Desalination》（DOI:10.1016/j.desal.2024.117329）上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.desal.2024.117329