DeepTech深科技7月14日讯：“如今，相关论文的引用次数已有 2000 多次，包括 27 篇来自 Nature 和 Science 的正刊论文和子刊论文的引用。并有很多同行发邮件询问实验细节和注意事项。

即使到现在，这个方法仍然是批量制备过渡金属硫族化合物二维材料的最有效方法之一。”对于自己的“代表作”，香港城市大学曾志远教授表示。

近日，在这一方法的基础之上，他和团队再接再厉，研发出一种 1Tʹ-二硫化钼纳米层状膜（下称“层状膜”）。

图 纳米片和纳米层状膜的制备及透射电子显微镜表征、扫描电子显微镜表征（来源：Advanced Materials）

在 1000 mV s-1 的扫描速率之下，层状膜能够实现较高的体积比电容、以及较低的电荷转移电阻。

其内部不仅具有纳米通道，而且拥有紧密堆叠的结构，解决了电容去离子法的体积脱盐能力弱的问题。

电容去离子实验结果显示：本次层状膜的体积脱盐容量达 65.1 mgNaCl cm-3。

X 射线衍射数据显示：伴随着二硫化钼层间动态的扩展，阳离子的存储容量也会变大，能够容纳 Na+、K+、Ca2+ 和 Mg2+ 等离子。

据介绍，电容去离子法是基于多孔、密度小的材料发展起来，并能实现优异的质量脱盐性能（指标：mg/g）。

而在制备本次层状膜的时候，该课题组基于二维过渡金属硫化物材料的特点，将纳米片进行堆积。

借此形成了紧实的纳米通道，从而在体积脱盐性能上（指标：mg/cm3）实现突破，在有限的空间范围之内实现了脱盐性能的最大化。

也就是说，通过创新的材料设计策略，层状膜克服了传统电容去离子法在体积脱盐能力上的局限，为解决全球淡水资源短缺问题提供了高效、可持续的新路径。

该团队表示，在家庭、岛屿、海上平台等场景中，本次层状膜可被用于打造便携式的小型脱盐装置。

这种小型化装置在使用、拆卸和维护都比较方便。而在若干年之后，或许还能推出商业化的产品。

材料制备的新方法已经到位，那么到底能带来什么应用？

近年来，环境污染的问题愈发严重，于是他开始探索：所制备的这一系列二维材料，能否为环境污染的治理提供新的解决方案？

如前所述，电容去离子法——是一种既节能、碳足迹又比较低的方法，能用于去除低盐度咸水中的有害离子。

而二维材料拥有极大的比表面积，因此非常适合用于电容去离子。也就是说，对于电容去离子来说，它是二维材料的一个极佳的应用出口。

在这个寻找的过程中，曾志远发现 open minded 非常重要，大量动手做实验也非常重要。

因为一个新方法的建立，必须通过大量实验和各种表征手段的重复检测才能摸索出来。

自 2022 年至今，通过和来自国内、美国、法国、韩国等高校的学者合作，他先后在 Nature Reviews Chemistry、Nature Protocols、Nature Synthesis、Advanced Materials、Matter 等顶刊，联合发表了一系列的材料类论文。

未来，他希望电容去离子系统的处理量能够达到 150 L/d，并希望处理溶液最大浓度能够达到 5000 ppm。

因此，他和团队将继续改进二维过渡金属硫化物材料，力争造出流动电极、或膜电极的电容去离子装置。

希望借此造出小型化的原型产品，并发表相应的论文、以及申请相关专利。（本刊有删节）详情见DeepTech深科技网