1成果简介
为了满足高科技领域对先进材料日益增长的需求，迫切需要构建具有最佳性能的三维材料。本文，北京理工大学陈南，中国科学院力学研究所刘峰，清华大学曲良体教授等研究人员在《Adv Mater》期刊发表名为“Reborn Three-Dimensional Graphene with Ultrahigh Volumetric Desalination Capacity”的论文，研究报道了一种基于重复再生策略（RRS）设计的独特的3D石墨烯（3DG），在每一轮再生后都能获得更佳的结构和性能，就像凤凰涅槃一样。
通过蒸发诱导脱水法制备了多孔石墨烯水凝胶(HGH)，作为再生3DG（NvG）的前驱体。采用高能球磨技术对HGH整料进行球磨，制备了再生阶段的关键材料多孔石墨烯颗粒（PGPs）。长时间的超声处理将所有的PGP分散成石墨烯片状结构，并与GO分散体混合均匀；通过定向冻干技术结合低温退火处理，使组分再生到NvGI中。重复上述步骤来粉碎NvGI，以获得由PGPs负载的石墨烯薄片组成的GCs。然后将GC立即添加到用于制备NvGI以再生NvGII的前体溶液中，这使得来自NvGI的GC能够进一步填充在NvGII的垂直排列的石墨烯薄片之间。在RRS后，NvGII依次附着在PGPs和GC上。同样，NvGn（n≥2）可以由NvGN−1的GC再生，同时对NvGn的性能具有增强作用。
研究发现，即涅槃之后的3DG（NvG），与3DG相比有了显著的提高，包括高密度（3.36倍）和高孔隙率，以及更高的导电性（1.41倍）、机械强度（32.4倍）和超快渗透行为。NvG的这些优点使其成为电容去离子（CDI）应用的强大内在动力。直接使用NvG作为离子交换电极，在1 A cm−3时，其体积容量达到220 F cm−3，最大吸盐量为8.02~9.2 mg cm−3（8.9~10.2倍），而吸附相同质量盐的功耗不到3DG的1/4。这种类似凤凰涅槃的3D结构制造策略，通过整体性能升级，无疑将成为启动创新碳材料发展的新引擎。
2图文导读
图1、NvG n 的制备过程及其微观结构。
图2、NvGII 的表征。
图3.NvG的理化性质及其理论模拟。
图4、NvGII 的电化学特性。
图5、NvG 的 CDI 性能。
图6、NvGII 令人敬畏的实际应用
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