氧化钼纳米带如何变成高电容性超薄纳米片？

氧化钼（molybdenum oxide）纳米带是由过渡金属钼和非金属氧两种元素共同组成的一种无机氧化物。根据金属钼化合价的不同，氧化钼纳米带可以分为二氧化钼（MoO2）和三氧化钼（MoO3），它们均具有良好的力学、电学和热学等性能，广泛应用于储能电池、超级电容器和瓷釉颜料等领域中。其中，MoO3因具有较高的理论比容量和良好的化学稳定性，而被认为是一种理想的超级电容器负极材料。

超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，主要是由正极、负极、隔膜和电解液四中结构组成的一种电源，主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷来储存电能。其优点包括充电速度快、循环寿命长、能量转换效率高、功率密度大、超低温特性好等优点；缺点包括内阻较大，不可以用于交流电路中等。

现今，为了进一步提高现有超级电容器的整体质量，研究者就采用了高比理论能量密度的三氧化钼纳米带来作为它的负极材料，这样虽然能有效现有电容器的不足，但是MoO3的低导电性仍会限制电容器的储能。

有鉴于此，江西科技师范大学徐景坤研究团队就使用了氧空位策略将三氧化钼纳米带转变成超高电容性超薄纳米片。研究表明，稀土元素铈（Ce）的掺杂是实现氧空位从三氧化钼材料内部均匀分布到外表面、改变电子结构、扩大层间距以及构建“非对称氧空位”电活性位点的有效途径，能极大提高MoO3的电导率、离子传输通道和电化学活性，进而改善材料低电容性能的问题。

总的来说，相对于普通的三氧化钼材料，超薄二维氧空位Ce掺杂MoO3纳米片拥有更高的导电性，更适合应用于新一代的超级电容器中，主要是归因于它的比表面积较高、离子扩散和电荷/电子迁移速度较快。

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