Abstract Core-shell nanoparticles were prepared by coating magnetic nanoballs (Fe3O4) with highly cross-linked polymer poly(-cyclotriphosphazene-co-4,4′-sulfonyldiphenol) (PZS) to serve as heteroatomic-rich doping electrodes (MZPS). After formation by carbonization, C-MPZS acts like a flowing electrode used for flow-capacitive deionization (FCDI), which has fast ion transfer and diffusion performances because of its rich heteroatom content and the prominent synergistic effect of N, P, S atoms. Moreover, the FCDI performance of C-MPZS is enhanced due to its increased synergistic effect from its excellent available specific surface area, unique porous characteristics with large micro-/mesopores, and favorable conductivity with high graphitization. The optimal carbonization temperature was 500 °C with an optimum specific capacitance of 211.54 F g−1, which was tested in a 1 M sodium chloride solution at a scan rate of 1 mV s−1. Then, the C-MPZS flowing electrode was found to have a high electrosorption capacity (50.07 mg g−1), removal efficiency (68.50%) and removal rate (83.07%) at an applied potential of 1.0 V in a sodium chloride solution with a conductivity of 1200 μS cm−1 at 6 rpm. An additional cyclic test demonstrated good stability performance after 10 cycles due to the magnetic nanoparticles effect. Finally, through the successful application in tail water from printing and dyeing wastewater, the results indicated that the as-prepared C-MPZS flowing electrode has promise for application in high-performance electrochemical deionization.

中文翻译：

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用于流动电容去离子的富杂原子掺杂磁性碳电极，具有增强的除盐能力

摘要 通过用高度交联的聚合物聚（-环三磷腈-co-4,4'-磺酰二苯酚）（PZS）包覆磁性纳米球（Fe3O4）作为富杂原子掺杂电极（MZPS）制备核壳纳米粒子。碳化形成后，C-MPZS就像一个流动的电极，用于流动电容去离子（FCDI），由于其丰富的杂原子含量和突出的N、P、S原子的协同作用，具有快速的离子转移和扩散性能。此外，C-MPZS 的 FCDI 性能由于其优异的可用比表面积、具有大微/中孔的独特多孔特性以及高石墨化的良好导电性而增加的协同效应而得到增强。最佳碳化温度为 500 °C，最佳比电容为 211.54 F g-1，其在 1 M 氯化钠溶液中以 1 mV s-1 的扫描速率进行测试。然后，发现 C-MPZS 流动电极在 1.0 V 的氯化钠溶液中具有高电吸附容量（50.07 mg g-1）、去除效率（68.50%）和去除率（83.07%）。 6 rpm 时的电导率为 1200 μS cm-1。由于磁性纳米粒子效应，额外的循环测试在 10 次循环后表现出良好的稳定性。最后，通过在印染废水尾水中的成功应用，结果表明所制备的C-MPZS流动电极有望应用于高性能电化学去离子。发现 C-MPZS 流动电极在具有导电性的氯化钠溶液中在 1.0 V 的施加电位下具有高电吸附容量 (50.07 mg g-1)、去除效率 (68.50%) 和去除率 (83.07%)在 6 rpm 时为 1200 μS cm-1。由于磁性纳米粒子效应，额外的循环测试在 10 次循环后表现出良好的稳定性。最后，通过在印染废水尾水中的成功应用，结果表明所制备的C-MPZS流动电极有望应用于高性能电化学去离子。发现 C-MPZS 流动电极在具有导电性的氯化钠溶液中在 1.0 V 的施加电位下具有高电吸附容量 (50.07 mg g-1)、去除效率 (68.50%) 和去除率 (83.07%)在 6 rpm 时为 1200 μS cm-1。由于磁性纳米粒子效应，额外的循环测试在 10 次循环后表现出良好的稳定性。最后，通过在印染废水尾水中的成功应用，结果表明所制备的C-MPZS流动电极有望应用于高性能电化学去离子。由于磁性纳米粒子效应，额外的循环测试在 10 次循环后表现出良好的稳定性。最后，通过在印染废水尾水中的成功应用，结果表明所制备的C-MPZS流动电极有望应用于高性能电化学去离子。由于磁性纳米粒子效应，额外的循环测试在 10 次循环后表现出良好的稳定性。最后，通过在印染废水尾水中的成功应用，结果表明所制备的C-MPZS流动电极有望应用于高性能电化学去离子。