MXenes具有层状结构、金属导电性和亲水性,是一种很有前途的水系锌离子电池正极材料。然而,除非它们受到电化学诱导的第二相形成的影响,否则它们具有极低的容量,这无疑是没有意义、耗时和无法控制的。
基于此,东南大学孙正明教授,Long Pan报道了提出了一种简单的表面硒化策略,以实现在MXenes上构建可控和可扩展的过渡金属硒化物(TMSes)。
文章要点
1)通过硒化过程,MXenes表面的金属原子作为原位形成TMSe纳米板的金属源。同时,MXenes的内层被有意地保存下来,作为固定TMSe纳米板防止重新堆叠的衬底。
2)与非原位组装相比,原位表面硒化策略可以在不释放有毒气体的情况下一步高效地制备TMSe@MXene纳米杂化材料。此外,表面硒化策略也适用于各种MXenes,这一点在V2CTx、Ti3C2Tx和Nb2CTx Mxenes的情况下得到了验证。
3)作为概念验证,研究了V2CTx表面硒化制备的VSe2@V2CTx纳米杂化材料作为AZIBs的正极材料。第一性原理计算、赝电容分析和电化学阻抗谱(EIS)结果表明,得益于形貌和成分的结合,VSe2@V2CTx纳米杂化材料表现出更好的Zn2+扩散动力学。因此,VSe2@V2CTx在2.0 A g−1下600次循环后的可逆比容量高达158.1 mA h g−1(对应的容量保持率高达93.1%),表明其良好的循环稳定性。此外,VSe2@V2CTx在不同电流密度下也表现出优异的倍率性能。
参考文献
Dawei Sha, et al, Surface Selenization Strategy for V2CTx Mxene toward Superior Zn-Ion Storage, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.1c09639
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09639