氧化鉬納米帶如何變成高電容性超薄納米片？

氧化鉬（molybdenum oxide）納米帶是由過渡金屬鉬和非金屬氧兩種元素共同組成的一種無機氧化物。根據金屬鉬化合價的不同，氧化鉬納米帶可以分爲二氧化鉬（MoO2）和三氧化鉬（MoO3），它們均具有良好的力學、電學和熱學等性能，廣泛應用于儲能電池、超級電容器和瓷釉顔料等領域中。其中，MoO3因具有較高的理論比容量和良好的化學穩定性，而被認爲是一種理想的超級電容器負極材料。

超級電容器是指介于傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，主要是由正極、負極、隔膜和電解液四中結構組成的一種電源，主要依靠雙電層和氧化還原贋電容電荷來儲存電能。其優點包括充電速度快、循環壽命長、能量轉換效率高、功率密度大、超低溫特性好等優點；缺點包括內阻較大，不可以用于交流電路中等。

現今，爲了進一步提高現有超級電容器的整體質量，研究者就采用了高比理論能量密度的三氧化鉬納米帶來作爲它的負極材料，這樣雖然能有效現有電容器的不足，但是MoO3的低導電性仍會限制電容器的儲能。

有鑒于此，江西科技師範大學徐景坤研究團隊就使用了氧空位策略將三氧化鉬納米帶轉變成超高電容性超薄納米片。研究表明，稀土元素鈰（Ce）的摻雜是實現氧空位從三氧化鉬材料內部均勻分布到外表面、改變電子結構、擴大層間距以及構建“非對稱氧空位”電活性位點的有效途徑，能極大提高MoO3的電導率、離子傳輸通道和電化學活性，進而改善材料低電容性能的問題。

總的來說，相對于普通的三氧化鉬材料，超薄二維氧空位Ce摻雜MoO3納米片擁有更高的導電性，更適合應用于新一代的超級電容器中，主要是歸因于它的比表面積較高、離子擴散和電荷/電子遷移速度較快。

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