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第一作者： Liangzhu Zhang

通訊作者：Dan Liu、Weiwei Lei

通訊單位：迪肯大學

本文亮點：

1）發展了一種具有高產率的制備TMDs納米片策略

2）該策略可拓展到至少18種TMDs納米片合成體系

過渡金屬二硫化物（TMDs）納米片具有獨特的電子結構，賦予其許多優異的物理和化學性質的，無論是基礎研究還是應用研究，科學家們都很產生了極大的興趣。

為了充分挖掘這些材料的潛力，首先，我們需要實現各種各樣TMDs的大批量的通用制備方法。

有鑒于此，迪肯大學Dan Liu和Weiwei Lei等人開發了一種具有高產率、普適性和可重復的固相剝離制備TMDs納米片策略。

 圖1. 制備原理和實物照片。

要點1：制備策略

受熔融鹽合成方法的啟發，研究人員使用從塊狀晶體(C‐MX₂)粉體作為起始原料，熔融鹽LiOH-H₂O為生長促進劑，采用固相反應實現了克級TMDs層狀材料的高產率合成。

根據已有實驗結果，該方法適用于至少18種MX₂ (M = Mo、W、V、Nb、Ta、Ti、X = Te、Se、S)納米薄片的制備。

圖2. 電鏡和AFM表征。

要點2：合成原理

固相分離效率的提高，主要得益于層間范德華力的減弱和裂紋的形成。尿素分子的插入減少剝落所需的能量。

SPE工藝不需要使用毒性有機溶劑，如二甲基亞砜(DMSO)，N-二甲基甲酰胺(DMF)，N-甲基2-吡咯烷酮(NMP)。此外，剝離的納米片既可以以粉末形式存儲，也可以以各種不同濃度分散在水中，以便用于薄膜和器件制造。

 圖3. 材料表征。

要點3：性能測試

為了證明所制備的TMDs納米片在儲能領域的應用前景，研究人員將MoSe₂納米片用于微型超級電容器（MSC）的電極材料制作。制成的MoSe₂ MSC表現出超高的電化學響應，弛豫時間最小為0.012 s，在5 mV s^-1時的體積電容為114 mF cm^-3。

 圖4. 性能測試。

小結

總之，這項研究為普適性、大批量制備TMDs二維納米片提供了新的思路，將有力地推動TMDs二維納米片的應用研究。

參考文獻：

Liangzhu Zhang et al. Solid Phase Exfoliation for Producing Dispersible Transition Metal Dichalcogenides Nanosheets. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202004139

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202004139