溶剂辅助硼烯剥离技术在高性能微超级电容器与集成微系统中的应用

《Journal of the American Chemical Society》：Solvent-Assisted Delamination of Boridene toward High-Performance Micro-Supercapacitors and Integrated Microsystems

　　

摘要

将经MoAlB处理的MoB剥离成高质量、分离良好的硼烯纳米片仍然是一项艰巨的任务。目前的方法得到的材料较为厚实且层叠在一起，这大大限制了其在高性能应用中的潜力。在此，我们报道了一种利用无水锂离子插层技术，在溶剂辅助下将经MoAlB处理的MoB剥离成二维硼烯纳米片的方法。通过该方法得到的剥离后的MoB纳米片具有均匀的片状结构（厚度约为3纳米，横向尺寸约为300纳米），并且比表面积很高。该策略通过利用锂离子在带有–Cl/O端基的MoB中的插层机制，克服了现有方法中存在的铝元素未能完全脱除以及剥离效果不佳等问题。具体而言，锂与二甲亚砜形成的复合物由于吸附能较低（E_ads.≈ ?3.934 eV）且电子局域化程度更高，因此能够更有效地实现溶剂驱动的剥离。基于这种剥离后的d-MoB材料的微超级电容器在1 M KOH溶液中的电容值为102.4 mF cm^–2，充放电速率为10 mV s^–1；在350 μW cm^–2的功率下，其储能容量可达4 μWh cm^–2。此外，这类电容器能够在?30 °C的温度下正常工作，还可以与基于d-MoB材料的压力传感器集成在柔性平台上，这充分体现了良好剥离效果的硼烯纳米片对于开发柔性集成微系统的重要性。