电吸附系统中的选择性离子分离：材料开发与机理研究的进展

《Chemical Communications》：Selective ion separation in electrosorption systems: progress in material development and mechanism exploration

电容去离子（CDI）技术因低能耗和环保性成为海水淡化潜力方案，但存在离子选择性不足、性能受限等问题。本文综述了通过优化离子交换膜与电极材料提升CDI性能的研究进展，探讨了MXenes、石墨烯等新材料的作用机制，并提出了三维电极与多功能膜的设计方向，为技术突破提供理论支持。

　　

水资源短缺仍然是实现全球可持续发展的关键障碍。电容去离子（CDI）作为一种有前景的水处理技术，因其能耗低、操作简单且环境友好而受到关注。然而，其实际应用仍面临诸多挑战，包括离子选择性不足、脱盐效果有限以及在复杂水环境中系统稳定性差等问题。本文全面总结了CDI技术的最新进展，重点探讨了通过离子交换膜和电极材料的协同优化来提高离子选择性的方法。文章介绍了单价离子选择性膜的开发、功能化电极的结构设计以及操作参数的改进。此外，还阐明了新型功能材料（如MXenes、石墨烯和普鲁士蓝类似物）如何加速脱盐过程并提升电极的循环使用性能。文章指出了未来的研究方向，包括设计具有高选择性和优异抗污染性能的三维复合电极和多功能膜。同时，本文还整理了CDI系统中常用的性能评估指标。总体而言，本文为解决现有问题提供了坚实的理论基础和可行的技术策略，为开发更高效、经济且可持续的CDI应用奠定了基础。