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原子級(jí)薄層納米片，也就是所謂的2D材料的發(fā)展得到了極大的研究關(guān)注，因?yàn)槠鋬?nèi)在的一些本質(zhì)如好的比表面積以及獨(dú)特的縫狀通道等。大多數(shù)剝離的納米片材料具有豐富的表面化學(xué)，包括暴露的極性原子與官能團(tuán)或者表面電荷，使其可以溶解在一些極性溶劑中。正因如此，多種多樣的解決方案已經(jīng)被應(yīng)用于構(gòu)造超結(jié)構(gòu)，如層壓膜，水凝膠，氣凝膠等等。尤其是層壓膜中致密堆疊的納米片，因其高柔性在電化學(xué)儲(chǔ)能中非常具有競爭力。然而，層壓膜通常因?yàn)榧{米片嚴(yán)重的自堆疊而遭受遲緩的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)，進(jìn)而阻礙電解液離子的擴(kuò)散與吸附。解決這一問題的常規(guī)策略是與其他2D材料復(fù)合，制備2D/2D異質(zhì)結(jié)構(gòu)。除了能緩解自堆疊問題以外，2D/2D異質(zhì)結(jié)還可以協(xié)同集成不同納米片，進(jìn)而產(chǎn)生新性能。另一種方式是通過靜電組裝的方式將兩種不同的納米片材料組合在一起，但這種方式組裝材料的填充密度通常比較低，不利于儲(chǔ)能。因此，制備用于儲(chǔ)能的兼具高填充密度和均勻的層間通道的2D/2D異質(zhì)結(jié)材料仍然是個(gè)一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

最近，復(fù)旦大學(xué)董安鋼教授在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊?Angewandte Chemie International Edition上發(fā)表題目為：?Molecular Ligand-Mediated Assembly of Multicomponent Nanosheet Superlattices for Compact Capacitive Energy Storage?的研究論文，論使用了一種分子配體輔助的組裝策略，成功地將Ti3C2Tx與rGO組裝在一起，通過熱處理，這種MXene-rGO超晶格具有可控的微結(jié)構(gòu)，具有更高的電容。此外，這種無粘結(jié)劑的對稱式超級(jí)電容器展示出了超高的能量密度，是目前報(bào)道的水系電解液MXene基材料中最高的。

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圖1.配體輔助組裝的MXene-rGO復(fù)合膜的合成示意圖。

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圖2.?MXene-rGO復(fù)合膜的TEM與AFM圖像以及紅外與XRD圖譜。

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圖3.?MXene-rGO復(fù)合膜的HRTEM圖像，截面SEM圖像與實(shí)物圖。

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圖4.?MXene-rGO復(fù)合膜的HRTEM圖像，XRD與Raman圖譜以及不同rGO含量密度與導(dǎo)電性。

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圖5.?MXene-rGO復(fù)合膜的電化學(xué)性能測試。

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在本研究中，研究者們提出了一種分子配體輔助的膠體組裝策略，可以將單組分和多組分的納米片材料組裝成為高填充密度和高質(zhì)量的層壓高質(zhì)量的壓層超晶格。分子配體附著在納米片的表面不僅可以促進(jìn)2D超晶格膜的有序組裝，同時(shí)還可以轉(zhuǎn)換成無序的碳基質(zhì)，可以促進(jìn)離子在層間的快速傳輸。復(fù)合的MXene-rGO層壓膜與類似的膜相比，具有更高的密度，這得益于其緊密堆積的本質(zhì)以及高度有序的堆疊。MXene-rGO膜可以在2 mV s-1的掃速下產(chǎn)生1443 F cm-3超高的體積電容，基于這種復(fù)合膜的對稱式超級(jí)電容器具有42.1 Wh L-1的超高的能量密度。這種策略為2D/2D異質(zhì)結(jié)的組裝提供了新的思路。