近日，我校环境科学与工程学院马杰教授团队提出“软-硬界面”设计合成含普鲁士蓝的超弹性导电水凝胶，助力电容去离子高效脱盐，相关成果发表在《材料视野》（Materials Horizons）上。

在快速发展的全球背景下，对淡水资源的需求量越来越大，而海水淡化可以有效缓解水资源短缺问题。电容去离子（Capacitive deionization，CDI）技术因其能耗低、效率高而在脱盐领域得到迅速发展。CDI通过施加电场实现离子电化学高效去除和分离，当电极短路或施加反向电压时离子脱离电极，具有能量利用率高、产水率高、设备维护简单等优点。

在CDI领域，实现电极材料容量、速率和稳定性的共同提升是目前研究的重点。法拉第材料是一类极具前途的CDI电极。其中，普鲁士蓝类似物（PBA）可实现Na⁺的高效存储和可逆调节，但PBA在反应过程中因体积膨胀而引起的应力集中现象会导致其结构塌陷，脱盐稳定性大大下降。针对上述电极失效现象，已经提出通过碳包覆和中空结构等策略进行优化设计，但都有各种缺陷。有鉴于此，为了解决法拉第电极应力集中导致的破碎问题，来自同济大学马杰教授和日本国立材料科学研究所的Yusuke Yamauchi和徐兴涛教授合作，通过“软-硬”界面设计合成了含铁氰化铜（CuHCF）的超弹性导电水凝胶，水凝胶的软缓冲层可以有效缓解CuHCF在离子插层过程中的体积膨胀。同时，水凝胶的导电骨架将进一步为电化学过程提供电荷转移途径。结果表明，CuHCF的脱盐能力和循环稳定性等CDI性能均有显著提高。该工作为解决法拉电极的局限性提供了一种有效的解决方案。这一工作发表于RSC旗下高水平国际期刊Materials Horizons，博士生任一帆为论文第一作者，同济大学为第一单位。

“软-硬界面”设计缓冲铁氰化铜的应力集中现象，实现高效脱盐

近年来，马杰教授团队在电容去离子技术应用于污染物控制和资源化领域取得了原创性的研究成果，在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）《先进科学》（Advanced Science）《纳米快报》（Nano Letters）《研究》（Research）《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）《水研究》（Water Research）等国际期刊上发表了一系列论文。该项研究得到国家自然科学基金和ITB研究资助。