由于全球人口的快速增长和水环境污染日益严重,淡水稀缺已经迅速演变为全球性问题,海水淡化技术被认为是解决淡水需求最切实可行的方法之一。其中电容去离子（CDI）技术因其具有较低经济成本而引起极大关注。电极材料是电容去离子系统的重要组成部分,其主要包括碳质材料和法拉第材料。二维过渡金属碳/氮化合物（MXene）作为典型的法拉第赝电容材料表现出优异导电性和高容量,近年来受到广泛关注,但MXene存在片层易团聚、脱盐速率慢和循环稳定性差等问题。为了解决上述问题,对MXene改性尤为重要。原子/离子掺杂可以扩大MXene的层间距,提供更多的离子通道和电化学活性位点,有效提升其电化学性能,改善其脱盐容量、速率和循环稳定性;而以MXene作为前驱体能提保持自身优异的导电性和片层结构,实现各种纳米材料的可控制备,实现衍生材料比表面积的提升,引入更多电化学活性位点,提升脱盐容量和效率。本文围绕MXene改性电极开发及其电容去离子脱盐,以典型过渡金属碳化物MXene（Ti3C2Tx和Mo2Ti2C3Tx（T代表表面官能团-O,-F和-OH））为前驱体,采用硫掺杂和衍生方法,制备硫掺杂的S-Ti3C2Tx,MXene衍生物Ti O2/Ti S2和Mo S2/Ti S2,研究了上述电极材料的电化学性质和其在电容去离子脱盐中的应用,实现MXene改性电极材料具有较高脱盐容量和脱盐速率,主要研究结果如下:（1）采用水热法制备硫掺杂MXene（S-Ti3C2Tx）,成功将S掺杂到MXene表面和层间,保持了MXene的片层结构,扩大了MXene层间距,利于钠离子快速传输和存储。S-Ti3C2Tx电极为赝电容材料,通过CV曲线得到S-Ti3C2Tx在-0.5 V和0.1V左右存在较高的氧化峰和较低的还原峰,判断为法拉第存储机理;电流与扫速的幂律关系值接近0.5,进一步判断其储Na+反应主要为法拉第插层反应。将材料制成CDI电极,1.2 V恒压充电下,S-Ti3C2Tx电极最大脱盐容量为152.3 mg·g-1（Na Cl）,远远高于MXene电极。考察电压、电流密度和初始浓度对脱盐容量的影响,并通过TOPSIS-熵权模型拟合优化该电极脱盐实验参数:电流密度30 m A·g-1（即电流在0.1-0.2 m A）,氯化钠初始浓度是12 m M,外加电压为1.0 V,该研究对硫掺杂改性MXene,扩大层间距可有效提高脱盐容量,为Mxene在电容去离子中的应用提供技术支撑和理论指导。（2）为克服S掺杂材料的低稳定性问题,对材料进行衍生改性。以硫掺杂S-Ti3C2Tx为前驱体,通过固相法合成Ti O2/Ti S2,SEM表明Ti O2/Ti S2为片层结构且在片层间长覆粗糙颗粒,证明了Ti O2成功复合在Ti S2纳米片上,该材料具有异质结结构。深入研究表明Ti O2稳定的四方晶型结构有效解决了材料稳定性的问题,相比起S-Ti3C2Tx,Ti O2/Ti S2纳米片的比表面积有所提升(32.21 m~2·g-1),属于介孔材料,可为钠离子的快速传输提供通道,Ti O2/Ti S2纳米片表现出比S-Ti3C2Tx高的电容(49.51F·g-1)。根据电流与扫速的幂律关系值接近1.0,判断其作用机理主要为法拉第表面氧化还原反应。Ti O2/Ti S2电极最大脱盐容量为36.45 mg·g-1（Na Cl）,经30次后容量保留率约为75%,具有较好的反应可逆性和循环稳定性。上述研究通过MXene硫化改性和原位复合构建异质结结构,实现了MXene衍生材料循环稳定性的提升。（3）以双金属MXene（Mo2Ti2C3）为前驱体,通过固相法成功制备Mo S2/Ti S2,SEM分析表明电极材料表面褶皱,介孔占优。电化学分析表明Mo S2/Ti S2为赝电容材料,且电流与扫速的幂律关系值接近1.0,其吸附机理主要依赖于法拉第表面氧化还原反应,根据EQCM进一步分析得到反应具有可逆性,为材料的循环稳定性提供支撑。Mo S2/Ti S2电极的最大脱盐容量为69.4 mg·g-1(电流0.1-0.2 m A,溶液流动速度15 m L·min-1和外加电压1.2 V),具有超高的脱盐速率(3.68 mg·g-1·min-1)和较好的循环稳定性。研究表明,所得到的Mo S2/Ti S2具备有优异的脱盐含量和循环稳定性,为CDI脱盐电极设计提供了新的设计思路。综上,本文开展Mxene修饰改性电极研究,并将其应用电容去离子脱盐中,其中硫掺杂的S-Ti3C2Tx具有超高脱盐含量,Ti O2/Ti S2纳米片具有较好的循环稳定性,Mo S2/Ti S2在脱盐容量和循环稳定性上均表现良好,研究表明MXene改性电极具有较高脱盐容量和脱盐效率,在CDI脱盐技术上具有潜在应用前景。