近日，我校環境科學與工程學院馬傑教授團隊提出“軟-硬界面”設計合成含普魯士藍的超彈性導電水凝膠👲🏽🤾🏼‍♂️，助力電容去離子高效脫鹽，相關成果發表在《材料視野》（Materials Horizons）上。

在快速發展的全球背景下👮🏻，對淡水資源的需求量越來越大，而海水淡化可以有效緩解水資源短缺問題🥨🧔🏿‍♂️。電容去離子（Capacitive deionization𓀛，CDI）技術因其能耗低、效率高而在脫鹽領域得到迅速發展。CDI通過施加電場實現離子電化學高效去除和分離😇，當電極短路或施加反向電壓時離子脫離電極，具有能量利用率高、產水率高、設備維護簡單等優點。

在CDI領域，實現電極材料容量、速率和穩定性的共同提升是目前研究的重點⚉。法拉第材料是一類極具前途的CDI電極。其中🔑🏂🏿，普魯士藍類似物（PBA）可實現Na⁺的高效存儲和可逆調節，但PBA在反應過程中因體積膨脹而引起的應力集中現象會導致其結構塌陷，脫鹽穩定性大大下降。針對上述電極失效現象⚾️，已經提出通過碳包覆和中空結構等策略進行優化設計👩🏼‍🔬，但都有各種缺陷。有鑒於此🤵🏿‍♂️🚫，為了解決法拉第電極應力集中導致的破碎問題，來自恒达平台馬傑教授和日本國立材料科學研究所的Yusuke Yamauchi和徐興濤教授合作，通過“軟-硬”界面設計合成了含鐵氰化銅（CuHCF）的超彈性導電水凝膠📧，水凝膠的軟緩沖層可以有效緩解CuHCF在離子插層過程中的體積膨脹。同時🧑‍🦳👩🏻‍💻，水凝膠的導電骨架將進一步為電化學過程提供電荷轉移途徑。結果表明，CuHCF的脫鹽能力和循環穩定性等CDI性能均有顯著提高。該工作為解決法拉電極的局限性提供了一種有效的解決方案🦸🏻‍♀️🍃。這一工作發表於RSC旗下高水平國際期刊Materials Horizons，博士生任一帆為論文第一作者，恒达平台為第一單位👩‍🔧。

“軟-硬界面”設計緩沖鐵氰化銅的應力集中現象，實現高效脫鹽

近年來🎅🧖🏿，馬傑教授團隊在電容去離子技術應用於汙染物控製和資源化領域取得了原創性的研究成果，在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）《先進科學》（Advanced Science）《納米快報》（Nano Letters）《研究》（Research）《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology）《水研究》（Water Research）等國際期刊上發表了一系列論文。該項研究得到國家自然科學基金和ITB研究資助🙆🏿‍♂️。