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目前淡水资源短缺已经成为威胁人类生存、影响经济发展的全球性挑战。海水淡化技术为缓解淡水危机提供了有效的方法。工业上占主导地位的海水淡化技术主要包括:多级闪蒸、多效蒸馏和反渗透,然而这些技术仍旧存在能耗高、脱盐效率低和运行费用昂贵等缺点。电容去离子(Capacitive deionization,CDI)是一种基于电化双电层电容模型(Electrochemical Double Layer,EDL)的新兴海水淡化技术。传统CDI以碳材料作为工作电极,使得其脱盐容量和电荷效率不能满足高浓度盐水处理需求。本研究采用钠离子插层材料作为钠离子脱嵌电极,碳材料作为氯离子吸附电极,构筑混合电容去离子(Hybrid Capacitive Deionization,HCDI)系统以提高脱盐性能。HCDI能够引入赝电容反应将钠离子通过化学键嵌入到钠离子插层材料,同时氯离子通过静电作用吸附并储存于双电层中。在此基础上,我们还提出了一种基于赝电容增强的双离子混合电容去离子(Pseudo-capacitive Behavior Induced Dual-ion Hybrid Deionization,Di-HCDI)系统以进一步提高电容脱盐性能,在该系统中Na1.1V3O7.9@rGO作为钠离子脱嵌电极,Ag@rGO作为氯离子反应电极从而同时实现两电极间匹配的电化学反应。本论文主要研究内容如下:1、通过二次水热反应和退火处理得到了具有核-壳纳米管结构的Carbon@Na4Ti9O20(C@NTO),碳层厚度为～1.6nm。电化学结果表明,C@NTO电极在1 mV/s扫描速率下的比容量可达153.34F/g,相较NTO(62.84F/g)有显著提升。将C@NTO(NTO)与活性炭组装HCDI系统研究其电容去离子性能。C@NTO HCDI系统的脱盐容量高达66.14 mg/g,同时电荷效率接近于100%,较NTO HCDI系统得到了大幅提升。此外,C@NTO HCDI系统具有出色的循环再生能力,经历50圈循环后脱盐容量的衰减量仅为3.78 mg/g。2、通过水热反应和退火处理制备了 Na1.1V3O7.9(NVO)纳米带,其宽度为～50nm。选择250℃下退火处理得到的NVO-250纳米带与rGO复合制备了 NVO-250@rGO。电化学结果表明,不同扫描速率下NVO-250电极比容量均高于NVO-350和NVO-450电极。此外,NVO-250@rGO电极在1mV/s扫描速率下的比容量为241.38 F/g,远高于NVO-250(190.58F/g)。将 NVO-250@rGO(NVO-250)与 rGO 组装 HCDI 系统。结果表明,NVO-250@rGO HCDI 系统的脱盐容量为49.71 mg/g,电荷效率接近于100%。3、通过碱还原反应在水浴环境下合成了 Ag@rGO复合物,尺寸为～30 nm的银原子均匀地分布在rGO网络表面。以NVO-250@rGO作为钠离子脱嵌电极,Ag@rGO作为氯离子反应电极构筑了 Ag@rGO‖NVO-250@rGO Di-HCDI系统。该系统最佳脱盐容量可达60.26 mg/g,电荷效率接近于100%,远优于rG沿‖NVO-250@rGOHCDI系统。此外,Ag@GO‖NVO-250@rGO Di-HCDI系统展示出良好的循环稳定性。最后利用脱盐前后Ag@rGO和NVO-250@rGO电极的晶体结构变化对Di-HCDI系统的脱盐机理进行了探究。