超薄二硫化锆纳米盘

我们提出了一种胶体法用于合成超薄 ZrS(2) (UT-ZrS(2)) 纳米盘，其厚度约为 ~1.6 nm，由约两个 S-Zr-S 晶胞组成。在保持厚度恒定的同时，纳米盘的横向尺寸可调控至 20、35 或 60 nm。在适宜条件下，这些单个纳米盘可自组装成包含多个纳米盘的面对面堆叠结构。由于单个纳米盘内的 S-Zr-S 层通过微弱的范德华相互作用结合，每个 UT-ZrS(2) 纳米盘均可提供用作嵌入宿主位点的空间。当我们将 UT-ZrS(2) 纳米盘作为 Li(+) 嵌入的负极材料进行测试时，它们展现出优异的纳米尺度效应，与块状 ZrS(2) 相比，放电容量提升了 230%，且稳定性显著提高。该纳米尺度效应在其快充/放电循环性能中尤为突出，横向直径为 20 nm 的 UT-ZrS(2) 纳米盘的可逆容量平均恢复率达到 88%。UT-ZrS(2) 纳米盘的纳米级厚度和横向尺寸对实现快速且可靠的嵌入循环至关重要，因为这些尺寸不仅增大了表面积，还提供了能够增强客体分子扩散动力学的开放边缘。