在过去的十五年里，二维（2D）材料已经得到了大量研究并开发出许多应用。在大多数情况下，主要通过剥离过渡金属二硫化物等层状晶体以形成2D材料。最近的研究发现，只要非层状材料具有非各向同性的键合排列，就有可能对它们进行剥离。
近日，爱尔兰都柏林圣三一大学Jonathan N. Coleman，Ruiyuan Tian报道了成功开发了一种液相剥离法从非层状FeS2制备2D片晶的方法。
文章要点
1）研究人员在N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）溶剂中剥离块状黄铁矿晶体，得到浓缩分散液。过滤和称重表明剥落的分散体的浓度通常为0.15-0.18 g/L，相对于起始原料的平均产率为约3-3.5 wt％。在这些条件下，生产率为1215 mg/h，相当于原料转化率为0.6-0.7 wt％/h。
2）透射电镜、拉曼光谱和X射线衍射分析表明，这些2D片晶均为单晶，黄铁矿晶格结构不受剥离的影响。借助UV-Vis、FTIR和EDX等多种光谱技术，研究人员证实了存在于表面的悬挂键发生氧钝化，这与提出的实验数据的理论模型相一致。
3）片晶的尺寸选择指标显示，非层状FeS2的剥离趋势与层状材料相似，但长径比相对较小。通过对不同尺寸样品的消光和拉曼研究，研究人员得到了有关长度和厚度的经验公式。
4）在锂离子电池中，这些2D FeS2片晶与CNT的复合材料（按重量计20％）显示出约900 mAh/g的高总质量归一化容量，而FeS2的容量非常接近理论值。
Harneet Kaur, et al, Production of Quasi-2D Platelets of Non-Layered Iron Pyrite (FeS2) by Liquid-Phase Exfoliation for High Performance Battery Electrodes, ACS Nano, 2020
DOI：10.1021/acsnano.0c05292
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c05292
