一、研究背景

电容去离子（CDI）作为一种新兴脱盐技术，利用带电电极界面的离子电吸附实现盐离子分离，因其能耗低、无二次污染等优势，成为水净化领域的重要方向。然而，传统电极材料面临比表面积利用率低、导电性不足、循环稳定性差三大挑战，亟需开发新型高性能电极材料。

碳纳米管（CNTs）凭借独特的一维结构、高导电性和可调控的表面化学特性，在CDI领域展现出巨大潜力。但CNTs仍受制于本征局限：表面疏水导致电解质润湿性差，离子可及活性位点减少；同时易发生团聚，削弱电极的结构完整性与电吸附效率。突破上述瓶颈成为当前研究的关键。

本综述系统阐述CNTs及其复合材料的制备策略与最新进展，涵盖本征改性、与石墨烯/导电聚合物/金属化合物/多孔炭等材料的复合设计。通过对前沿工作的梳理，为高效CNT基CDI电极材料的理性构建提供理论指导。

二、工作简介 （含主要图或表）

图文摘要

   本文系统探讨了4种材料工程策略，以攻克上述技术难关：本征结构调控、复合材料设计、聚合物功能化以及异质界面构筑。

1、本征结构调控

通过湿法纺丝、氮原子掺杂等手段优化CNTs自身的物理化学性质。研究表明，三维中空纤维结构可有效缓解CNTs团聚，而氮掺杂能调节电子结构，显著提升导电性与离子电吸附能力。

2、复合材料设计

将CNTs与石墨烯、多孔炭等进行复合，构建三维导电网络。石墨烯作为间隔层防止CNTs重新堆叠，多孔炭则提供丰富的离子存储位点，二者协同增强比表面积利用率和离子传输效率。

3、聚合物功能化

利用导电聚合物（聚吡咯、聚苯胺）或响应性聚合物（PEDOT:PSS、pH响应嵌段共聚物）修饰CNTs。导电聚合物贡献赝电容，响应性聚合物则改善亲水性、引入离子选择性或氧化还原活性，显著提升脱盐容量。

4、异质界面构筑

将CNTs与金属化合物（TiO₂、MoS₂、MnO₂）或金属有机框架（MOFs）复合，形成异质结构。CNTs作为导电骨架加速电子转移，金属化合物提供法拉第赝电容，MOFs贡献高比表面积，三者协同实现高效离子捕获与循环稳定性。

这些策略通过协同作用，从多个维度提升CNT基CDI体系的脱盐性能，包括优化孔隙结构与离子传输路径、引入赝电容贡献以增强电荷存储，以及显著提升长期循环稳定性。

New Carbon Materials 文章信息

Wang xiaomei. Carbon nanotube-based materials as capacitive deionization electrodes. New Carbon Materials, 2026,41(2): 299-335.

王小梅. 碳纳米管基材料作为电容去离子电极的研究进展. 新型炭材料（中英文）,2026,41(2): 299-335.

DOI: 10.1016/S1872-5805(26)61065-7

原文链接：https://www.sciengine.com/NCM/doi/10.1016/S1872-5805(26)61065-7

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