王俊杰团队Angew.：二维六方MBene HfBO的发现及其锂离子储存潜力探索

由于传统的正交对称三元MAB相(ort-MAB)难以选择性刻蚀，获取的二维（2D)过渡金属硼化物(MBenes)的实际应用受到严重阻碍。

在此，西北工业大学王俊杰教授团队通过预测和实验发现了一类三元六边形MAB(h-MAB)相和二维六边形MBenes(h-MBenes)相。计算表明，三元h-MAB相比ort-MAB相更适合作为MBene的前躯体。在此基础上，通过选择性去除h-MAB Hf₂InB₂中的In来合成h-MBene HfBO的实验，合成的2DHfBO作为锂离子电池的负极材料，其比容量为420 mAh g^-1。

图1.筛选与实验

总之，本研究结合DFT计算和实验发现了一类三元hMAB相及其衍生物h-MBenes。研究发现，三元h-MAB相具有相当稳定的结构、显著的各向异性。通过理论计算预测了20种稳定的h-MBenes，包括3种二维M₂B、MB和M₃B₄(M=TiZr、HfSc、Ta和Nb)结构原型。h-MBenes中元素和晶体结构的多样性使得现有二维材料中缺乏的特性和应用具有广泛的可调性。

此外，通过选择性蚀刻Hf₂InB₂的In层，成功合成了二维HfBO，作为三元h-MAB相衍生的第一个六方MBene(h-MBene)。电化学结果表明，合成的二维HfBO具有较高的容量和良好的循环稳定性，使其成为电化学储能器件中很有应用前景的负极材料。

图2. 二维HfBO h-MBene的电化学表征

Discovery of Two-dimensional Hexagonal MBene HfBO and Exploration on its Potential for Lithium-Ion Storage, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202308436

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