香港城市大学
电化学锂离子嵌入剥离过程的示意图
贷方:杨，R
，梅，L
，张问
以及其他人
/DOI数量:10
1038/s41596-021-00643-w 二维(2D)过渡金属二硫族化物(TMDs)是一类新兴的半导体和绝缘体材料，由于其独特的性质，在各种应用中具有广阔的前景
但是，这些原子级薄2D材料的可靠生产一直具有挑战性
由香港城市大学(城大)材料科学家领导的研究小组开发了一种高效的电化学剥离方法，以实现高产量的TMD纳米片
这一新策略为大规模生产TMD纳米片提供了新的方向
该研究小组由博士领导
香港城市大学材料科学与工程系助理教授曾志远与蒙彼利埃大学和蔚山国立科技学院的科学家合作
他们的发现发表在学术期刊《自然协议》上，标题是“通过基于电化学锂离子嵌入的剥离方法高产率生产单层或几层过渡金属二硫属化物纳米片”
" 提供更高控制度的简单方法 以前，TMD纳米片可以通过一种叫做锂离子嵌入剥离的化学方法生产
插层是指将分子或离子插入到具有层状结构的材料中
如果每一层都插有锂离子，那么在超声和剥离后将产生具有单层的材料；如果只有部分层嵌入锂离子，那么结果将是双层或几层产品
通过使用这种电池测试系统，可以通过调节截止电压来有效地控制层状材料中嵌入的锂离子的量
信用:自然协议(2022)
多伊:10
1038/s41596-021-00643-w 然而，这种传统的化学方法需要在高达100℃的相对高的温度下进行，并且需要很长时间，有些可能需要三天
更重要的是，难以控制锂的嵌入量
为了克服上述挑战，Dr
曾和他的团队采用电化学方法合成单层或几层无机纳米片
“我们开发的方法相对简单直接，在温和的条件下提供了更高程度的控制
使用我们的方法，可以在25 ℃的室温下在26小时内容易地高产量制备单层TMD纳米片
曾
他们的基于电化学锂离子嵌入的剥离方法包括三个简单的步骤:将锂离子电化学嵌入层状块体材料中，随后在去离子水或乙醇中进行温和的超声处理5至10分钟，最后剥离并离心以获得纯化的2D纳米片
博士；医生
曾指出，使用他们的方法，通过调节截止电压可以有效地控制嵌锂量
“这种优越的特性可以使嵌锂过程在合适的锂含量时停止，”他补充道
a、MoS2剥离纳米片的图像
b，WS2
c，TiS2
d，TaS2
e，BN
f，NbSe2
通过这种方法成功地制备了单层和几层无机纳米片
信用:自然协议(2022)
多伊:10
1038/s41596-021-00643-w 单层TMD纳米片的高产率生产 博士；医生
曾强调了这种电化学方法的四个优点
首先，实现了单层TMD的高产率
以他们研究的两种for MoS2和TaS2为例，在用这种方法制备的2D纳米片中，90%以上(MoS2为92 %, tas 2为93%)是单层，而剩下的8%和7%是双层、三层甚至多层
其次，他们可以制造大横向尺寸的单层TMD纳米片
该团队通过这种制备方法获得的MoS2单层的横向尺寸可以达到3微米
第三，他们的程序是可扩展的
该团队认为，通过将TMD的总量从毫克(mg)增加到克(g ),甚至吨，可以实现工业应用中单层TMD纳米片生产的进一步放大
最后，他们的TMD纳米片是可溶液加工和可印刷的
它们可以在不添加表面活性剂的情况下广泛且均匀地分散在水溶液中，并且可以在印刷技术中用作油墨
该团队获得的TMD纳米片是可溶液加工和可印刷的
信用:自然协议(2022)
多伊:10
1038/s41596-021-00643-w 应用广泛的TMD纳米片 “我们的方法是一种成熟、有效和有前途的策略，用于单层或几层TMD纳米片的高产量生产，”Dr
曾，研究TMD材料大规模生产超过10年
该团队认为，他们高产率和大规模生产单层或几层TMD纳米片的方法将为基础和应用研究开辟一个新的方向，引起学术界和工业界的关注
“通过这种方法制备的TMD纳米片可以广泛应用于各种领域，如气体传感、存储设备、生物分子检测、电催化析氢、发光二极管和锂离子电池，”他补充道
博士；医生
曾博士
蒙彼利埃大学的Damien Voiry和蔚山国立科技学院的Hyeon Suk Shin教授是该论文的通讯作者
第一作者是先生
杨锐杰(Dr
曾先生的城大集团)
梅梁先生
张庆勇，两人都是博士
D
博士指导的候选人
曾
范莹莹小姐(前团队成员)也参与了研究
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