近日，环境科学与工程学院马杰教授团队的研究成果以“Interlayer Structure Manipulation of FeOCl/MXene with Soft/Hard Interface Design for Safe Water Production Using Dechlorination Battery Deionization”为题，发表于国际权威学术刊物《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed）。

水中高浓度的氯离子严重威胁到人类健康和生态环境，电化学技术通过外加电场可以实现高效绿色的离子捕获和分离。层状结构材料氧基氯化铁（FeOCl）凭借丰富的活性位点和有效通道，被广泛认为是一种极具潜力的捕氯阳极材料。然而，FeOCl在吸氯/脱氯过程中严重的空间位移导致其在实际运行中容易碎裂和粉化，进而造成容量迅速衰减。因此，采取有效策略来缓冲FeOCl的过度结构损伤对推动其在真实水处理场景中的应用具有重要意义。

该研究提出一种软/硬界面构建组装策略，通过静电自组装对FeOCl进行机械异质结构界面设计从而有效修复其结构损伤。原位电化学原子力显微镜结果证实了这一策略的显著效果，Ti3C2Tx作为FeOCl的保护“服”，构建导电网络和柔性缓冲层，改善了FeOCl(硬)与MXene(软)的界面粘附，避免了FeOCl的分解敏感性，从而减轻FeOCl在Cl-插/脱插过程中的膨胀/收缩。

马杰教授为论文唯一通讯作者，博士生雷晶晶为论文第一作者。该研究首次通过原位技术对FeOCl材料在捕氯过程中的结构变化进行了深入剖析，揭示了FeOCl在电化学捕氯中基于Fe2+/Fe3+的可逆拓扑化学转化的存储机理，也为缓解电极体积膨胀难题提供普适性的策略和方法。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202401972