DOI:10.1021/acsami.0c13503
雖然多孔碳已被廣泛用于電容去離子技術，但是由于疏水性微孔結構的可及表面積較低，導致其脫鹽能力不理想，這嚴重阻礙了其實際應用。本研究以均勻分散的二茂鐵作為成孔劑，通過靜電紡絲制備了具有大可及表面積的新型碳納米纖維織物。具有良好機械強度和柔性的碳納米纖維織物可以直接用作過濾膜，以過濾模擬的沙質海水。高含量的雜原子增加了碳納米纖維的表面極性，而優化樣品中控制良好的互連介孔結構有助于水合Na+和Cl-的快速傳輸和吸附。因此，親水性碳納米纖維織物的Brunauer-Emmett-Teller表面積為922 m2 g-1，較大的可及表面積為405 m2 g-1，從而導致NaCl電解質中的電容高達263 F g-1。最重要的是，它顯示出19.34 mg g-1的超高脫鹽能力，遠高于大多數先前報道的碳材料。所制備的碳納米纖維織物顯示出較高的脫鹽能力、快速的吸附速率和良好的循環穩定性，具有廣闊的應用前景。
圖1.親水性MCNF的制備、CDI以及模擬沙質海水的過濾示意圖。
圖2.（a）扭曲之前和（b）之后的MCNF-5以及（c）P-CNF的照片。在（d）初始階段和（e）2.5s之后，MCNF-5的水接觸角。（f）在重力驅動和真空輔助過濾作用下，MCNF-5對模擬沙質海水的水通量。（g-i）模擬沙質海水過濾過程的照片。
圖3.（a）MCNF-5的SEM和（b）橫截面圖像。（c）MCNF-5的TEM和（d）HRTEM圖像。（e）CNF的SEM和（f）TEM圖像。
圖4.（a）MCNF-5的XPS全掃描光譜，（b）O1s和（c）N1s光譜。（d）樣品的水接觸角。（e）示意圖說明了具有極性表面的MCNF的親水性。
圖5.（a）CNF和MCNF-5的N2吸附-解吸等溫線，（b）孔徑分布。（c）樣品的SBET和SD>0.65nm以及（d）Vmicro、Vmeso和VD>0.65nm。
圖6.CNF和MCNF-5在1 mol L-1 NaCl電解質中的三電極體系中的電化學性能：（a）5 mV s-1下的CV曲線，（b）0.2 A g-1下的GCD曲線，（c）在不同掃描速率下的比電容，以及（d）奈奎斯特圖。
圖7.（a）在1.2V的施加電壓下，NaCl溶液（500 mg L-1）的電導率變化，（b）樣品的CDI Ragone圖，（c）脫鹽能力與SD>0.65nm，（d）MCNF-5與先前報道的碳材料的脫鹽能力和（e）面積容量的比較，以及（f）MCNF-5的循環穩定性。
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