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Time-Dependent Cation Selectivity of Titanium Carbide MXene in Aqueous Solution

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Wang, Lei ; Torkamanzadeh, Mohammad ; Majed, Ahmad ; Zhang, Yuan ; Wang, Qingsong ; Breitung, Ben ; Feng, Guang ; Naguib, Michael ; Presser, Volker:
Time-Dependent Cation Selectivity of Titanium Carbide MXene in Aqueous Solution.
In: Advanced Sustainable Systems. Bd. 6 (2022) Heft 3 . - 2100383.
ISSN 2366-7486
DOI: https://doi.org/10.1002/adsu.202100383

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Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Nachwuchsgruppe Lehrstuhl für Anorganische Aktivmaterialien electrochemischer Speicher Dr. Qingsong Wang
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Abstract

Abstract Electrochemical ion separation is a promising technology to recover valuable ionic species from water. Pseudocapacitive materials, especially 2D materials, are up-and-coming electrodes for electrochemical ion separation. For implementation, it is essential to understand the interplay of the intrinsic preference of a specific ion (by charge/size), kinetic ion preference (by mobility), and crystal structure changes. Ti3C2Tz MXene is chosen here to investigate its selective behavior toward alkali and alkaline earth cations. Utilizing an online inductively coupled plasma system, it is found that Ti3C2Tz shows a time-dependent selectivity feature. In the early stage of charging (up to about 50 min), K+ is preferred, while ultimately Ca2+ and Mg2+ uptake dominate; this unique phenomenon is related to dehydration energy barriers and the ion exchange effect between divalent and monovalent cations. Given the wide variety of MXenes, this work opens the door to a new avenue where selective ion-separation with MXene can be further engineered and optimized.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: electrochemistry; ion selectivity; ion-exchange; MXene
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Aktivmaterialien für elektrochemische Energiespeicher
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayerisches Zentrum für Batterietechnik - BayBatt
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Titel an der UBT entstanden: Nein
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 02 Nov 2022 08:43
Letzte Änderung: 25 Okt 2023 09:52
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/72589