近日，環境科學與工程學院馬傑教授團隊的研究成果以“Interlayer Structure Manipulation of FeOCl/MXene with Soft/Hard Interface Design for Safe Water Production Using Dechlorination Battery Deionization”為題，發表於國際權威學術刊物《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed）🤑。

水中高濃度的氯離子嚴重威脅到人類健康和生態環境👨‍👨‍👦，電化學技術通過外加電場可以實現高效綠色的離子捕獲和分離。層狀結構材料氧基氯化鐵（FeOCl）憑借豐富的活性位點和有效通道，被廣泛認為是一種極具潛力的捕氯陽極材料。然而，FeOCl在吸氯/脫氯過程中嚴重的空間位移導致其在實際運行中容易碎裂和粉化🤵，進而造成容量迅速衰減。因此，采取有效策略來緩沖FeOCl的過度結構損傷對推動其在真實水處理場景中的應用具有重要意義。

該研究提出一種軟/硬界面構建組裝策略，通過靜電自組裝對FeOCl進行機械異質結構界面設計從而有效修復其結構損傷📆。原位電化學原子力顯微鏡結果證實了這一策略的顯著效果，Ti3C2Tx作為FeOCl的保護“服”👩‍👦‍👦，構建導電網絡和柔性緩沖層👱🏿‍♀️🚕，改善了FeOCl(硬)與MXene(軟)的界面粘附，避免了FeOCl的分解敏感性，從而減輕FeOCl在Cl-插/脫插過程中的膨脹/收縮。

馬傑教授為論文唯一通訊作者，博士生雷晶晶為論文第一作者。該研究首次通過原位技術對FeOCl材料在捕氯過程中的結構變化進行了深入剖析♕，揭示了FeOCl在電化學捕氯中基於Fe2+/Fe3+的可逆拓撲化學轉化的存儲機理🤵🏻‍♂️，也為緩解電極體積膨脹難題提供普適性的策略和方法。

論文鏈接🔐：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202401972