中国海洋大学田维乾CEJ：水相剥离制备二维过渡金属二硫属化物纳米片

第一作者：田维乾，Min-A Kang，Jyoti Shakya

通讯作者：田维乾，Mahiar Max Hamedi

单位：中国海洋大学、瑞典皇家理工学院、西北大学（美国）

二维过渡金属二硫化物（TMDs，如MoS₂、WS₂）因独特的电子结构和可调带隙，被视为下一代柔性电子、能源存储和传感器的核心材料。然而，传统制备方法依赖有毒有机溶剂（如NMP、异丙醇）和表面活性剂等，存在产率低、纳米片厚度不均、表面污染等问题，严重制约其规模化应用。此外，TMD纳米片在水中的稳定分散一直是技术瓶颈，限制了其与MXene、纳米纤维素等环保材料的复合开发。

针对上述问题，中国海洋大学与瑞典皇家理工学院联合团队破解行业难题，提出水相剥离粘土状水膨胀TMD多层制备其纳米片胶体分散系的策略，相关研究成果以“Liquid-phase exfoliation of 2D transition metal dichalcogenide nanosheets in water”为题发表在Chemical Engineering Journal。中国海洋大学田维乾、瑞典皇家理工学院Mahiar Max Hamedi为该论文的共同通讯作者，中国海洋大学田维乾为该论文的第一作者。

1．水相剥离TMD纳米片：通过水相剥离粘土状水润胀TMD多层制备其纳米片胶体分散系的策略，无需化学添加剂，直接在水相中剥离TMD块体，获得超薄单层TMD纳米片（厚度<2 nm），单层TMD在水相胶体分散系中的浓度高达5 g/L，且可稳定存储超30天（Zeta电位<-32 mV）。

图1 TMD纳米片在水中的液相剥离过程和结构表征

图2 MoS₂纳米片的相变过程表征

图3 MoS₂纳米片的离子-电子器件中的应用

图4 MoS₂基纳米复合薄膜及力电耦合性能

Weiqian Tian*, Min-A Kang, Jyoti Shakya, Qingchen Li, Xiaoyan Sui, Mengyu Liu, Huanlei Wang, Mahiar Max Hamedi*. Liquid-phase exfoliation of 2D transition metal dichalcogenide nanosheets in water. Chemical Engineering Journal, 2025, 513, 162587.

田维乾，男，博士，博士生导师，中国海洋大学材料科学与工程学院副教授，泰山学者青年专家、山东省优青（海外）项目获得者，主要从事强韧离子-电子双导异质结构自组装及功能化应用的研究。以通讯/第一作者的多篇论文发表在Adv. Mater., Nat. Commun., ACS Nano, Chem. Eng. J., Small等期刊，共发表学术论文70余篇，被引3900余次；主持国家自然科学基金青年基金、中国海洋大学青年英才工程等科研项目；担任Exploration, Rare Metals, Green Carbon, Battery Energy, Progress in Natural Science: Materials International, Sustainable Chemistry for Energy Materials等期刊青年编委。担任Sci. Adv., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Matter等期刊审稿人。