p Recentemente, os pesquisadores do Instituto de Física do Estado Sólido, Os Institutos Hefei de Ciências Físicas (HFIPS) da Academia Chinesa de Ciências usaram a engenharia de valência para desenvolver três óxidos de manganês como eletrodos com diferentes valências Mn para dessalinização capacitiva de alto desempenho. p Osmose reversa e destilação térmica são amplamente utilizadas para tratar água salgada com alta concentração de sal, mas eles têm desvantagens, incluindo alto consumo de energia e alto custo.

p Como um método alternativo, A tecnologia de desionização capacitiva (CDI) pode remover íons carregados da água dessalinizada por meio de eletrosorção ou reação pseudocapacitiva. Contudo, existem poucos relatos de óxidos de manganês com menor valência de Mn em comparação com o número de relatos de MnO ₂ . Portanto, se há uma diferença no desempenho de dessalinização em tais diferentes estados de valência de Mn e as razões internas valem a pena explorar.

p Neste estudo, por causa da característica de alta capacidade do eletrodo Faradic, os pesquisadores prepararam três composições de óxido de manganês e carbono com diferentes estados de valência do Mn pela calcinação do MnNO ₃ Precursor @C sob diferentes atmosferas e temperaturas, e os combinou com um eletrodo de carvão ativado comercial para montar uma unidade CDI assimétrica. Todos os óxidos de manganês preparados mantiveram a morfologia fusiforme do precursor.

p Os resultados mostraram que os óxidos de manganês com divalentes, trivalente e divalente / trivalente, todos exibiram alta capacidade de adsorção de sal e altas taxas de adsorção de sal correspondentes em solução de NaCl 500 mg L-1, superando outros materiais de carbono avançados. Entre eles, MnO @ C indicou o melhor desempenho de eletrossorção e Mn ₃ O ₄ @C tem o pior.

p Os resultados do cálculo da teoria do funcional da densidade (DFT) provaram que o estado de valência do manganês durante a absorção de Na + pode trazer discrepâncias distintas na estrutura espacial e capacidade de absorção. Portanto, os pesquisadores concluíram que, em termos de capacidade e estabilidade, os óxidos de manganês com divalente (MnO @ C) foram mais adequados do que trivalente (Mn ₂ O ₃ @C) e divalente / trivalente (Mn ₃ O ₄ @C) óxidos de manganês para dessalinização de CDI.

p A engenharia de valência fornece uma nova maneira de preparar materiais pseudocapacitivos de alto desempenho para dessalinização capacitiva.