北极星智能电网在线讯:随着对层状材料的研究，越来越多的层状材料被发现和使用，如石墨，蒙脱土，层状硫化物，层状金属氢氧化物等。其中，层状金属氢氧化物是一种阴离子型层状化合物，金属多为钴、镍、铁等过渡金属。与大多数层状材料一样，层状金属氢氧化物也可剥离为单分子层的二维结构，厚度仅为1纳米左右。这种单分子层金属氢氧化物由于其极大的比表面积，在电化学领域展示了极为优异的应用前景，受到国内外多个课题组的广泛关注。但是，由于二维材料自身具有较大的表面能，在制备成电极的过程中经常会发生“自堆叠”现象，这种“自堆叠”现象极大地限制了此种材料在电化学领域中的应用。
首先，课题组利用氧化石墨烯与单层氢氧化钴铝的电荷差异，对两种二维材料进行了静电力诱导的层层自组装，并获得了性能较为优异的超级电容器电极材料。
由于铝原子在作为超级电容器电极时，缺乏电化学活性，造成材料质量比容量的下降，所以，为了继续提升超级电容器性能，课题组制备了α相层状氢氧化钴，并通过小分子配体对α相层状氢氧化钴的层间距进行调控，制备了层间距分别为1.6，0.7，以及0.09纳米的α相层状氢氧化钴，系统研究了层间距效应对于赝电容活性的影响。相关工作发表在Adv.Funct.Mater.2013，23，2758-2764上。
随后，课题组在对α相层状氢氧化钴进行剥离时，首次观测到了氢氧化钴在剥离过程中的相转换，并首次成功制备了厚度仅为1纳米左右的单层β相氢氧化钴纳米片，产率接近100%。将其与氧化石墨烯通过静电力进行层层自组装，制备了还原氧化石墨烯与单层β相氢氧化钴纳米片的全二维复合电极，该复合电极材料展示了优异的赝电容活性。
该系列工作得到国家自然科学基金、“973”重大研究计划以及中科院重点部署项目的支持。
