沈江南团队、材料学院曹澥宏团队在海水淡化领取取得突破

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化工学院沈江南团队、材料学院曹澥宏团队在海水淡化领取取得突破，研究成果在《AM》期刊上发表，该期刊影像因子为27.398。青年教师施文慧博士为第一作者，沈江南教授、曹澥宏教授为通讯作者。

论文封面图

论文配图：a）CV曲线显示了在1 mV s-1的扫描速率下，PB / PANI的电容（红色）和扩散控制（蓝色）对电荷存储的贡献。b）在不同的扫描速率下，PB / PANI的电容（红色）和扩散控制（蓝色）电容的归一化贡献率。c）PB/PANI和PB-a电极的Nyquist图。d）表示低频区域中Z'与ω-1/2之间关系的图。e）PANI- PANI-FeFe(CN)6界面中的电子密度变化，其中电子密度的降低和增加分别以绿色和黄色表示。f）在无钠和有钠情况下，PANI和PANI- FeFe(CN)6界面的电子密度(DOS)。

论文配图：a)基于PB / PANI的用于脱盐的双功能CDI电池（左）和能源发电机（右）的概念示意图。b）在CDI脱盐/再生过程中电压变化与时间的关系图。蓝色和红色部分分别代表能量回收和消耗。插图是再生过程中CDI电池的照片，作为一个电源来驱动一个LED。c）PB / PANI // AC电池在不同电流密度下的能量回收直方图。

        环境保护和可再生能源是人类社会可持续发展的最关键问题。为了解决水危机，淡化系统在从海水或微咸水中提取淡水方面发挥了关键作用。电容去离子（CDI）是一种新兴的有前途的水处理技术。CDI可以在常见的环境（即室温和低压）下运行，并且仅需要约1 V的小驱动电压，从而使CDI成为节能高胆可扩展的水处理工艺。基于CDI原理，要实现高效，快速的脱盐工艺，开发高性能的电极材料至关重要。
       为解决这一问题，高从堦院士、沈江南教授团队和曹澥宏教授团队及其他合作者共同开发了一种新型CDI电极，该复合材料电极(PB / PANI)由PB纳米晶体修饰在聚苯胺(PANI)管上复合而成，通过简单的静电纺丝工艺制备PB/PANI管状复合材料，然后进行温和的湿法化学合成得到。这种复合材料结合了两种传统法拉第材料的特性，实现了高性能电容去离子，同时其还具备大规模生产的潜力（可制备30 cm长的PB/PANI/PAN薄膜）。得益于独特的结构和成分组成，PB / PAN复合材料展现出优异的脱盐能力（在100 mA g-1下脱盐容量为133.3 mg g-1），以及超高盐除去率（在2 A g-1下脱盐效率为0.49 mg g-1 s-1）。PB / PANI的协同作用，界面增强和水淡化机理也通过原位表征和理论计算得以揭示。同时提出了一种基于CDI过程的能量回收概念。这项工作为普鲁士兰基复合材料的设计提供了一种简便的策略，推动了先进材料向高性能CDI应用的发展。
       该研究以题为“Enabling Superior Sodium Capture for Efficient Water Desalination by a Tubular Polyaniline Decorated with Prussian Blue Nanocrystals”发表在《Advanced Materials》上。
      文献连接：https://doi.org/10.1002/adma.201907404


       文章来源：浙江工业大学
        沈江南，男，博士，浙江工业大学教授，博士生导师。浙江省新世纪151人才第二层次；杭州市131人才重点层次，浙江工业大学教授；膜分离与水科学技术中心副主任； 2005年毕业于浙江大学获化学工程与技术博士学位，主要从事离子交换膜的研究和应用。先后在浙江工业大学、比利时鲁汶大学作访问学者研究。近年来在国际期刊Environ. Sci. and Tech., J. Mater. Chem. A, J. Hazard. Mat., J. Member. Sci., Chem. Eng. J., ACS Sustainable Chem. Eng., Crystal Growth and Design, Sep. Pur. Tech. , Ind. Eng. Chem. Res.等杂志上发表SCI论文50余篇，合作出版专著4部，申请国家发明专利20余项。
        曹澥宏，男，1986年出生，博士，浙江工业大学教授，博士生导师。2018-2019年连续入选科睿唯安全球“高被引科学家”。2008年本科毕业于浙江大学材化学院，2013年博士毕业于Nanyang Technological University材料学院，师从张华教授，2015年加入浙江工业大学材料学院。主要研究新型二维材料及其能源与环境应用，相关成果在Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev. 、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.等期刊发表SCI论文58篇，其中ESI热点论文3篇、高被引20篇，他引8799余次（H因子36）。他引次数超过100次的论文26篇，1篇论文入选Small期刊“10年内最受关注的十大论文之一”。目前主持国家基金2项，浙江省杰青项目1项。担任浙江省材料研究学会理事、浙江工业大学“至真计划”创新团队负责人、先进材料研究中心二维功能材料研究室负责人，任SCI期刊 Frontiers in Chemistry、Chinese Chemical Letters 编委。担任多种国际学术期刊的审稿人，如 Nature Communication、Chemical Society Review 等。获国家优秀留学生奖学金，入选省特聘专家、“钱江学者”省特聘教授、“151人才”第一层次，新材料国际发展趋势高层论坛“青年科学家”称号。