徐应生博士在Chemical Engineering Journal发表最新研究成果

近日，国际知名期刊Chemical Engineering Journal（《化学工程杂志》）在线发表了物理化学教研室徐应生博士团队在电化学脱盐领域的最新研究成果。论文题为“Rational in-situ construction of oxygen-deficient and carbon-coated TiO₂ hollow nanotubes for high-performance electrochemical desalination”（《原位构筑高性能碳包覆氧空位TiO₂中空纳米管电极用于高效脱盐》）。徐应生博士为论文第一作者兼通讯作者，中科院合肥物质研究院周宏建研究员为论文共同通讯作者，实验与数据处理部分由课题组2022级本科生陈伯骏（论文第二作者）完成，湖北师范大学为论文第一通讯单位。Chemical Engineering Journal是ELSEVIER（爱思唯尔）出版社旗下材料科学领域TOP期刊、SCI中科院大类一区，最新影响因子为13.2。

在全球淡水资源匮乏背景下，海水淡化成为应对饮用水需求增长的关键途径。电容去离子（CDI）因其低能耗、操作简便及无有害化学添加剂，被认为是极具吸引力的脱盐新方案。然而，CDI在脱盐容量与长期稳定性两方面仍需大幅提升。该研究设计并制备了一种具有丰富氧空位和均匀碳包覆的分级空心TiO₂纳米管电极（HA-TiO₂@HCNT），通过溶剂热处理与气相还原法实现。氧空位、碳涂层以及空心纳米管与外部纳米片结构的协同作用，使该材料展现出优异的脱盐性能，脱盐量高达40.24 mg·g^-1，脱盐速度达1.32 mg·g^-1·min^-1，并在激活后经300次循环仍保持出色的稳定性。表面价态分析与理论计算揭示了氧空位和赝电容行为在TiO₂电化学脱盐过程中的关键作用，凸显了HA-TiO₂@HCNT作为高性能电极在电化学脱盐应用中的巨大潜力。该研究为理性设计高性能金属氧化物电极材料在高效、长寿命电化学脱盐领域的应用提供有益指导。

碳包覆氧空位TiO₂中空纳米管电极用于高效电化学脱盐示意图

该工作得到了国家自然科学基金（No. 52400078）、湖北省自然科学基金（No. 2024AFB104）和污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室开放基金（No. PA230208）等项目的资助。

论文信息：

Rational in-situ construction of oxygen-deficient and carbon-coated TiO₂ hollow nanotubes for high-performance electrochemical desalination

Yingsheng Xu*, Bojun Chen,Tao Jiang, Hongjian Zhou*

Chemical Engineering Journal 2025, 521, 166487.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166487