二维金属MoS2纳米片大规模制备工艺
材料科学
2025-06-17 v1
摘要
金属单层（或二维）MoS2 纳米片在能源储存和催化应用方面显示出巨大的潜力。然而，现有的化学剥离方法需要超过48小时才能生产�克克量的金属二维MoS2。此外，化学剥离的MoS2纳米片是金属（1T 或 1T 主相 50%至70%）和半导体（2H 30%至50%）相的混合物。本文演示了使用微波辐照法实现大规模（>600克/小时）生产纯金属相二维MoS2（以及 WS2、MoSe2）纳米片的技术。原位解析显示1T 或 1T 主相金属相存在于基底面——这与通过 X射线光电子能谱测得的接近100%金属相浓度相符。高1T相浓度导致实现最高的交换电流密度为0.175±0.03 mA cm⁻²，以及目前测得的最低的塔法尔斜率（39-43 mV/dec），用于氢演化反应。在超级电容器和锂硫型口袋电池中，分别获得了记录性的体积电容753±3.6 F cm⁻³和比容量1245±16 mAh g⁻¹（在异常低的电解液-硫比=2 μL g⁻¹下）。本方法为制备用于高性能能源器件的高质量纯金属相二维材料提供了实用的生产路径。
引用
@article{arxiv.2506.12799,
title = {Large Scale Manufacture of Phase Pure Two-Dimensional Metallic MoS2 Nanosheets},
author = {Ziwei Jeffrey Yang and Zhuangnan Li and James Moloney and Leyi Loh and John Walmsley and Jiahang Li and Lixin Liu and Han Zang and Han Yan and Soumya Sarkar and Yan Wang and Manish Chhowalla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.12799},
year = {2025}
}