Advanced Functional Materials:烯烯相关 ——强磁场下二维材料异质结构合成制备取得进展

具有和石墨烯类似的层状晶体结构的二维纳米片如二硫属化合物、MXene等具有非常丰富的物理和化学性质近年来引起了人们极大的研究兴趣。二硫属化合物如MoS2具有多种晶型结构,其中2H为热力学稳定相且为半导体导电特性,1T相为热力学亚稳相并具有金属导电特征,在诸多应用领域需要1T相MoS2体系。目前制备1T相MoS2主要为机械剥离法、离子注入法、化学插层法等,但是这些方法存在产率低、异种原子污染以及无法长期稳定存在等问题。MXene体系如Ti3C2作为超级电容器电极材料具有较优越的电化学性能,但是其比电容相对1T-MoS2而言较小。如果能够有效实现二维1T-MoS2和二维Ti3C2 MXene的异质结构将获得具有高比电容和高倍率性能的超级电容器电极材料。

中国科学院合肥物质科学研究院朱雪斌研究组针对这一难题采用“强磁场水热法”开展了两种二维材料的异质结构合成制备,有效实现了1T-MoS2/Ti3C2 MXene异质结构并实现了高比电容和高倍率超级电容器电极材料。

超级电容器电极材料需要实现高比电容和高倍率性能,二维材料由于具有高的比表面积、离子的有效插层等被广泛应用于超级电容器电极,构建两种二维材料的异质结构将融合各自的优点实现高性能的超级电容器电极材料。该研究团队发现在9T强磁场下合成制备时可以获得高度稳定的1T-MoS2/Ti3C2 MXene异质结构,并观察到由于协同效应而产生的高比电容和高倍率超级电容器电极性能。此项研究将会为基于1T二维材料与其它二维材料的异质结构合成制备提供新的思路。相关论文在线发表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201910302)上。