黑磷（Black phosphorus）是一種非金屬的層狀半導(dǎo)體，并且在磷元素的同素異形體中是最穩(wěn)定的。黑磷是通過弱的范德華力由褶皺的磷層堆疊而成，其可以通過剝離形成單層和多層的二維（2D）納米片。黑磷的原子結(jié)構(gòu)如圖1所示，在磷單層內(nèi)，每個(gè)磷原子與相鄰的三個(gè)磷原子通過共價(jià)鍵相連形成褶皺的磷層結(jié)構(gòu)，磷層面與面之間通過范德華作用力緊密結(jié)合一起。與其他2D納米材料相比，納米級的黑磷具有褶皺結(jié)構(gòu)及其沿Z字形方向的雙層結(jié)構(gòu)，其褶皺的結(jié)構(gòu)使黑磷具有更高的比表面積。
除了對2D結(jié)構(gòu)黑磷納米片的研究，最近，黑磷的另一種零維結(jié)構(gòu)納米材料即黑磷量子點(diǎn)（Black phosphorus quantum dots，BPQDs）通過化學(xué)方法成功合成并引起關(guān)注。我們使用了一種簡便的液相超聲技術(shù)來生產(chǎn) BPQDs，成功制備了大小均一及分散性較好的 BPQDs。最近幾年，BPQDs 引起人們的廣泛研究。人們又發(fā)現(xiàn)了 BPQDs 的發(fā)光、成像和光熱轉(zhuǎn)換性能。**，BPQDs 的許多重要應(yīng)用已經(jīng)陸續(xù)探索，這些應(yīng)用涉及廣泛的生物領(lǐng)域，特別是熒光傳感，生物成像和**癥**領(lǐng)域。
圖2. BPQDs 的合成、性質(zhì)、功能化修飾和應(yīng)用的示意圖
黑磷量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)
黑磷隨著層數(shù)的減小在熒光光譜上出現(xiàn)發(fā)射峰的現(xiàn)象，即黑磷在小尺寸下才表現(xiàn)出發(fā)光性能，黑磷量子點(diǎn)BPQDs 在藍(lán)紫色波長區(qū)域具有強(qiáng)烈且穩(wěn)定的熒光發(fā)射。如圖3為 BPQDs 不同波長激發(fā)下的發(fā)射光譜圖，隨著激發(fā)波長逐漸增大，熒光峰的強(qiáng)度增加。此外也證明了 BPQDs 的熒光穩(wěn)定性，并且熒光量子產(chǎn)率為11.92％。這歸因于從**未占分子軌道（LUMO）到最高占據(jù)分子軌道（HOMO）和低于 HOMO（H-1，H-2）的占據(jù)分子軌道的電子躍遷。
圖3. BPQDs 的熒光發(fā)射光譜圖（300、320、340 和 360nm 的不同波長激發(fā)）
BPQDs不同于常規(guī)量子點(diǎn)，其光學(xué)特性具有異常尺寸依賴性。我們通過時(shí)間密度泛函理論計(jì)算研究了 BPQDs 的尺寸依賴電子，光學(xué)吸收和發(fā)射特性。電子間隙和吸收間隙都遵循與 BPQDs 的直徑成反比的規(guī)律，與量子限制效應(yīng)一致。相反，發(fā)射間隙在 0.8-1.8 nm 的范圍內(nèi)表現(xiàn)出異常的尺寸依賴性，隨著尺寸的增加其發(fā)生藍(lán)移。實(shí)際上，異常是由激發(fā)態(tài)弛豫引起的結(jié)構(gòu)變形引起的，并且導(dǎo)致在小 BPQDs 中發(fā)生巨大的斯托克斯位移。然而，斯托克斯的轉(zhuǎn)變**衰減到接近零，這表明 BPQDs 是良好的光學(xué)材料。
黑磷量子點(diǎn)/g-C_3N_4復(fù)合光催化劑
PLGA-SS-PEI聚乳酸-羥基乙酸共聚物-二硫鍵-聚乙烯亞胺
高分子聚合物（PLGA）包裹黑磷量子點(diǎn)（BPQDs）
石墨烯/黑磷量子點(diǎn)/含硫離子液體復(fù)合氣凝膠
BiOBr/黑磷烯異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料
聚多巴胺(PDA)涂覆在負(fù)載DOX的BPNSs表面(BPNSs-DOX@PDA）
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