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夏永姚/陸洪彬/賓端AFM：用于電化學(xué)儲能和電催化的層狀化合物的插層調(diào)控

層狀材料因其快速的離子擴(kuò)散、易剝離特性、優(yōu)異的機(jī)械柔韌性、可調(diào)帶隙結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，是能量存儲和轉(zhuǎn)換應(yīng)用中使用最廣泛的材料之一。

在此，復(fù)旦大學(xué)夏永姚教授及南通大學(xué)陸洪彬教授、賓端教授等人總結(jié)了一些用于電池、超級電容器和電催化等各種類型應(yīng)用的代表性插層層狀材料（石墨、釩氧化物、二氧化錳、金屬硫化物和MXenes等）。

作者評估了客體離子和分子在層狀化合物中的插層機(jī)制，突出了最近的進(jìn)展，并強(qiáng)調(diào)了增強(qiáng)其性能的插層調(diào)控策略（剝離重組、離子交換、化學(xué)氧化還原聚合、基于溶液的化學(xué)法、電化學(xué)法等）。此外，作者詳細(xì)總結(jié)了插層客體離子和分子種類、插層層狀材料的表征方法以及插層層狀材料的基本問題。

圖2. 客體離子和分子插層層狀化合物示意圖

隨著電動汽車的商業(yè)化和可再生能源利用的進(jìn)展，新材料成為主導(dǎo)因素，預(yù)計各種主體材料將在這些應(yīng)用中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

在這方面，用于改性二維主體材料的客體分子引起了很大的研究興趣。在二維材料中利用范德華間隙是調(diào)控和改善材料性能的有效途徑，這種層狀材料為最先進(jìn)的儲能材料開辟了新視野。

圖2. Mxene中的陽離子插層

Regulating Intercalation of Layered Compounds for Electrochemical Energy Storage and Electrocatalysis, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104543

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