尽管二维非范德华(vdW)薄膜显示出许多有趣的物理化学性质以及在电子学、催化和储能领域的广泛应用,但由于其三维成键结构,它们仍然缺乏有效的合成方法。
先前的工作中,研究人员开发了一种拓扑转换方法来从非vdW MAX相中制备出具有明确2H/1T相的二维vdW TMC单层,如MoS2和WS2。近日,北京航空航天大学杨树斌教授通过高温下非vdW钒基MAX相(V2GeC)在硫化氢气体中的拓扑转化,获得了具有原子薄特征的2D非vdW TMC层。
文章要点
1)在转化过程中,伴随着从MAX相开始的锗层的刻蚀,钒层可以转变为2D非vdW硫化钒(V3S4)纳米晶,这可能源于有序的V原子在中间二硫化钒(VS2)层的vdW能隙中的自嵌插。
2)由于在MAX相中继承了钒层的层状结构,这些2D非vdW层具有高度暴露的表面、金属特征和独特的空位富集型结构。因此,极有望存储大尺寸金属离子,如锌离子,表现出341mAh g-1的高可逆容量和良好的倍率性能(10000 mA g-1时为162mAh g-1)。
参考文献
Zhiguo Du, et al, 2D Non-Van Der Waals T ransition-Metal Chalcogenide Layers Derived from Vanadium-Based MAX Phase for Ultrafast Zinc Storage, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202200943
https://doi.org/10.1002/aenm.202200943