易于制备MoO₃@Mo₂CT_x纳米复合材料,具有高储存性能,通过in situ氧化

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 像MXenes这样的二维 (2D) 材料为储能提供了独特的性能.
• 开发高性能阳极材料对于推进离子电池 (LIB) 技术至关重要.
• 三氧化物 (MoO₃) 是已知的阳极材料,但其性能可能受到结构不稳定性的限制.

研究的目的:

• 为了合成一个新的MoO₃@Mo₂CT_x纳米复合材料.
• 为了研究这种纳米复合材料作为LIBs的阳极材料的存性能.
• 了解MoO₃和Mo₂CT_x在提高电池性能方面的协同效应.

主要方法:

• 通过对Mo₂Ga₂C进行选择性蚀刻,合成Mo₂CT_xMXene前体.
• 在空气中通过*in situ*氧化MoO₃@Mo₂CT_{x纳米复合材料的制备.}
• 纳米复合材料作为LIBs中的阳极的电化学测试,包括循环性能和容量测量.

主要成果:

• 这种MoO₃@Mo₂CT_x纳米复合材料已经成功地与*in situ*生成的MoO₃纳米晶体合成,这些纳米晶体已集成到Mo₂CT_x框架中.
• 在100个循环后,纳米复合材料在500mAg-1下表现出511.1mAhg-1的高排放特异容量.
• 这种容量明显高于纯Mo₂CT_x (13.9 mAh g^{-1) 和纯MoO_{3 (159.9 mAh g-1) 的容量.}}
• Mo₂CT_x的结构得到了MoO₃的增强,增加了层间间距和稳定性,而Mo₂CTx为MoO₃提供了导电基质.

结论:

• 与其单个组件相比,MoO₃@Mo₂CT_{x纳米复合材料表现出优越的存性能.}
• 在MoO₃和Mo₂CT_x之间的协同作用是增强电化学性能的关键.
• 这种易于在现场氧化合成的方法使得这种纳米复合材料成为高性能LIB阳极的有希望的候选者.