二维(2D)非层状金属硫化物具有诱人的性质,在储能和转换方面具有广阔的应用前景,然而,关于非层状金属硫化物纳米片(NSs)的合成仍然具有很大的挑战性。
近日,澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授,安徽大学Tengfei Zhou,武汉科技大学Yang Zheng报道了开发了一种基于表面电荷调节来合成2D片状金属硫化物的策略。
文章要点
1)通过精确控制反应体系中氨基酸(L-半胱氨酸)的等电点(isoelectric point),可以很容易地调节NSs的晶体生长和组装过程,从而实现2D薄层结构。具体而言,当反应在L-半胱氨酸的等电点进行时,溶液中溶解的金属离子可以与L-半胱氨酸的巯基(-SH)配位,形成的配位络合物表面具有电中性。由于强烈的静电相互作用,该络合物进一步诱导了典型的2D成核层生长。
2)通过使用不同的正电荷,这种方法可以很容易地扩展到其他2D非层状材料的设计。
3)具有较大的横向尺寸和原子厚度使得所构建的2D纳米材料具有最终的活性中心暴露,在SIBs中具有高的可逆容量和出色的循环稳定性,因此有望成为电极候选材料。
这种表面电荷调节策略为非层状硫化物的合理设计提供了新的视角。
参考文献
Shilin Zhang, et al, Constructing Layered Nanostructures from Non-Layered Sulfide Crystals via Surface Charge Manipulation Strategy, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202101676
https://doi.org/10.1002/adfm.202101676