近日，環境科學與工程學院馬傑教授團隊在Advanced Science上發表了題為“Ti₃C₂-MXene Partially Derived Hierarchical 1D/2D TiO₂/Ti₃C₂ Heterostructure Electrode for High-Performance Capacitive Deionization”的學術論文，報道了一種利用原位堿處理構建部分衍生的MXene脫鹽電極（1D/2D TiO₂/Ti₃C₂）的新策略🛌🏼👨‍👨‍👧‍👧。TiO₂/Ti₃C₂電極具有獨特的三明治夾層分級結構和贗電容效應，展現出高效的脫鹽容量和循環穩定性，此研究對構建具有優異電容去離子性能的MXene基贗電容電極材料具有重要意義。

TiO₂/Ti₃C₂儲鈉電極的製備、形貌和電化學脫鹽機理和性能圖

淡水資源稀缺已經演變為全球性問題🧜‍♀️，海水淡化技術被認為是解決淡水需求最切實可行的方法之一。現有的海水處理技術（如反滲透、膜過濾⌚️、電絮凝等）維護費用昂貴🙆、能源消耗高、基礎設施復雜🐳。近年來🧑‍🦰，電容去離子技術（Capacitive deionization,CDI）作為一種新型的水處理技術，具有能量利用率高🚝、產水率高、設備維護簡單等優點🦛，受到了廣泛關註🚅。目前用於CDI水處理技術的電極材料多為碳材料，其容量有限且穩定性差，限製了進一步發展；具有高比電容的贗電容材料有望用於CDI電極。

為此，該論文提出利用原位堿處理構建部分衍生的MXene脫鹽電極（1D/2D TiO₂/Ti₃C₂）的新策略，將其作為贗電容電極💆🏽‍♀️，實現了Na⁺的高效去除👨‍❤️‍💋‍👨。這種材料具有以下優點：1）分級異質結構為鹽離子的擴散和吸附提供了大量活性位點和豐富的孔隙🙇🏿‍♀️；2）表面衍生1D TiO₂ 納米線避免了內部2D MXene納米片的堆疊👐🏼，同時作為保護層緩解MXene的氧化👨🏻‍🚀🧑🏻‍🏫，提升了電極材料脫鹽的循環穩定性🩻；3）TiO₂-Ti₃C₂異質結促進了電吸附位點的電子轉移，提升了鹽離子的電吸附容量🚌。

近年來，馬傑教授團隊致力於開展電容去離子技術在水體汙染物控製和資源化回收等環境領域的應用研究，團隊成員在開發高效電容去離子電極材料方面開展了大量前沿性創新工作，研究成果發表在各期刊雜誌。本文的第一作者為馬傑教授課題組博士生劉寧寧↩️，馬傑教授為通訊作者，恒达平台為第一單位➡️🤡。該項研究得到國家自然科學基金🥜、上海市人才發展基金和恒达平台環境科學與工程綜合交叉聯合攻關項目資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202204041