DOI: 10.1039/c9ew00751b
电容去离子（CDI）是一种有前途的离子分离技术，具有低盐度脱盐的节能特点。然而，由于不规则的孔结构和多孔碳电极中聚合物粘合剂的使用，电吸附能力的限制是一个主要挑战。这项研究的目的是制备具有良好控制的分层多孔结构的电纺活性碳纤维（ACF）网，作为高性能、无粘结剂的离子电吸附电极。为了表征电纺ACFs，进行了氮吸附-解吸测量、拉曼光谱、扫描电子显微镜和循环伏安法测试。结果表明，以聚丙烯腈为原料，经静电纺丝制备的电纺ACFs，在900℃下，经90分钟氧化、炭化、活化处理，N2/ CO2的比表面积为1300 m2 g-1，中孔相对总孔体积增加39%。此外，石墨化程度高的电纺ACFs具有良好的储能性能。通过1.6v下的间歇CDI实验，电纺ACFs具有10.53 mg g-1的电吸附能力和良好的循环性能。值得注意的是，膜CDI的电吸附容量是CDI的3倍。这种显著的改善可以归因于在电吸附过程中作为离子缓冲储层的额外纤维间孔。因此，通过控制无添加剂的静电纺丝和活化过程，可以使用电纺ACF电极实现高性能CDI，该电极具有良好的电导率和优良的孔结构（例如，高比表面积、大孔体积和增强的介孔性），可用于离子的电吸附。
图1.（a）电纺纤维和（b）ACF纤维网的光学和SEM图像；（c）ACF电极表面的FE-SEM图像。
图2.电纺ACF电极的拉曼光谱。
图3. 在不同条件下制备的静电纺丝ACF电极材料的（a）氮吸附-解吸等温线和（b）孔表征。
图4.（a）ACF-900-60和（b）ACF-900-90电极在1 M NaCl中不同扫描速率下的CV曲线。
图5.在1.2 V下，ACF-900-60和ACF-900-90电极在5 mM NaCl中的电导变化和CDI Ragone图。
