二維黑磷，這一新興材料，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便引起了科研人員的興趣。這是由于它整合了其他二維材料的性能，例如可調(diào)的能帶結(jié)構(gòu)、各向異性的機械、熱力學(xué)、光電性能，使得它在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的研究價值。二維黑磷的出現(xiàn)已經(jīng)的促進了電化學(xué)儲能設(shè)備的發(fā)展，特別是鋰離子電池。

黑磷的結(jié)構(gòu)與性能

從掃描電子顯微鏡(圖1a)來看，黑磷的結(jié)構(gòu)與石墨烯類似，具有層狀褶皺結(jié)構(gòu)。層與層之間通過弱的范德華力相連接，這也是為什么我們可以通過自上而下的剝離法來獲得磷烯。從它的原子結(jié)構(gòu)(圖2b)來看，每個磷原子通過強的共價鍵與臨近的三個原子相連，在x方向形成Z字型，在z方向形成扶手椅狀。這種晶型結(jié)構(gòu)具有各向異性，賦予了黑磷在不同的晶向上不同的理化特性。

結(jié)構(gòu)決定性能，二維結(jié)構(gòu)的黑磷具有一系列的性能。各向異性的力學(xué)性能，在x方向上黑磷的楊氏模量為0.166 TPa，z方向上為0.044 TPa，這種機械柔韌性使得磷烯在柔性電子、超輕材料等領(lǐng)域具有巨大的研究價值。的電學(xué)性能，黑磷迷人的電學(xué)特性來自于它可調(diào)的能帶結(jié)構(gòu)，當(dāng)黑磷由塊狀多層轉(zhuǎn)變?yōu)樯賹恿紫�時，其能帶由0.3 eV轉(zhuǎn)變?yōu)?.0 eV，載流子遷移率由220 cm2V?1 s?1躍升至1000 cm2V?1 s?1。這讓黑磷具有介于導(dǎo)體與絕緣體之間的半導(dǎo)體特性，在傳感器、光電等領(lǐng)域展現(xiàn)出的應(yīng)用潛力。出色的電化學(xué)性能，黑磷較大的層間距為離子的插入提供了更大的空間；此外，黑磷的褶皺結(jié)構(gòu)可以為Li+、Na+、Mg2+等離子提供超快的離子擴散通道。理論計算表明，黑磷具有2596 mAh/g的理論容量，遠高于石墨的理論容量(372 mAh/g)；同時，具有較高的工作電壓(0.4-1.2 V)，同樣高于石墨(0-0.25 V)。

圖1

黑磷的環(huán)境不穩(wěn)定性及鈍化

大量的實驗研究表明，隨著黑磷層數(shù)的減少，在環(huán)境條件下黑磷會表現(xiàn)出不穩(wěn)定的特性。出現(xiàn)表面吸水、體積膨脹的現(xiàn)象(圖2a)，使其結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，嚴重影響其理化性能。這是由于每個磷原子表面都存在孤對電子，使得P很容易與O2發(fā)生反應(yīng)生成PxOy，造成環(huán)境不穩(wěn)定性。因此，為了充分發(fā)揮磷烯的應(yīng)用潛力，科研人員嘗試通過一些鈍化手段來提高其長期穩(wěn)定性，例如包覆、表面修飾、摻雜等。

黑磷在鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用

黑磷的高理論比容量以及優(yōu)良的電子傳導(dǎo)性使其被認為是一種的鋰離子電池負極材料，在制備大容量、高倍率的鋰離子電池方面展現(xiàn)出巨大的潛力。然而，在實際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，隨著Li+不斷地嵌入脫出，黑磷很容易出現(xiàn)體積膨脹的現(xiàn)象，造成容量衰減快、庫倫效率低、可逆容量少等問題。因此，科研人員嘗試將黑磷與其他材料相結(jié)合來構(gòu)建黑磷基復(fù)合材料以解決循環(huán)過程中的體積膨脹問題。

西安pg電子官方生物提供黑磷的各種納米材料（黑磷納米片、黑磷烯納米帶(PNR)、黑磷量子點(BPQDs)、黑磷納米顆粒BPNPs、黑磷納米管黑磷納米線、黑磷薄膜、黑磷晶體黑磷納米條陣列）

磷酸修飾黑磷量子點/黑磷納米片 acid-BPNSs

五氟苯酚修飾黑磷量子點/黑磷納米片 PFP-BPNSs

苯甲醛修飾黑磷量子點/黑磷納米片 Benzaldehyde-BPNSs

甲磺酸酯修飾黑磷量子點/黑磷納米片 Mesylate-BPNSs

磷酸三苯酯修飾黑磷量子點/黑磷納米片 TPP-BPNSs

多巴胺修飾黑磷量子點/黑磷納米片 Dopamine-BPNSs

二茂鐵修飾黑磷量子點/黑磷納米片 Ferrocene-BPNSs

甘草次酸修飾黑磷量子點/黑磷納米片 GA-BPNSs

環(huán)糊精修飾黑磷量子點/黑磷納米片 CD-BPNSs

大環(huán)配體DOTA/NOTA修飾黑磷納米片/黑磷量子點

四甲基羅丹明修飾黑磷納米片/黑磷量子點 TRITC-BPQDs

異硫氰基熒光素修飾黑磷納米片/黑磷納米顆粒 FITC-BPNSs

CY3-PEG修飾黑磷納米片/黑磷納米顆粒 CY3-BPNSs

CY5-PEG修飾黑磷納米片/黑磷納米顆粒 CY5-BPNSs

CY5.5-PEG修飾黑磷量子點/黑磷納米片 CY5.5-BPNSs

CY7-PEG修飾黑磷量子點/黑磷納米片 CY7-BPQDs

CY7.5-PEG修飾黑磷量子點/黑磷納米片 CY7.5-BPQDs

羅丹明B修飾黑磷量子點/黑磷納米片RB-BPNSs

吲哚菁綠修飾黑磷量子點/黑磷納米片ICG-BPNSs

香豆素修飾黑磷納米片/黑磷量子點 Comarin-BPNSs

氟化硼二吡咯修飾黑磷納米片/黑磷量子點 Bodipy-BPNSs

血卟啉單甲醚修飾黑磷納米片/黑磷量子點 HMME-BPNSs

二硬脂�；�磷脂酰乙醇胺修飾黑磷納米片/黑磷量子點 DSPE-BPQDs

二棕櫚�；�磷脂酰乙醇胺修飾黑磷納米片/黑磷量子點 DPPE-BPQDs

膽固醇修飾黑磷納米片/黑磷量子點 Cholesterol-BPQDs

牛血清白蛋白聚乙二醇修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 BSA-BPNPs

人血清白蛋白聚乙二醇修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 HAS-BPNPs

轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾黑磷量子點/黑磷納米顆粒 TF-BPQDs

小麥胚凝集素修飾黑磷量子點/黑磷納米顆粒 WGA-BPQDs

鏈霉親和素修飾黑磷量子點/黑磷納米顆粒 Streptavidins-BPQDs

肝素修飾黑磷量子點/黑磷納米顆粒 Heparin-BPQDs

刀豆球蛋白修飾黑磷量子點/黑磷納米顆粒 Concanavalin-PEG-DBCOA-BPQDs

PCP靶向修飾黑磷納米粒子

黑磷負載氮化鎢納米片光催化劑

黑磷納米片包裹單寧酸金屬螯合物

黑磷納米片/金納米粒子復(fù)合材料

黑磷納米片改性石墨相氮化碳納米片

稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子-黑磷納米片的納米復(fù)合物

黑磷相超薄鉍納米片改性的復(fù)合膜

鈣元素摻雜改性二維黑磷納米片

二維納米黑磷功能化修飾改性的聚乳酸納米纖維支架

一種改性聚磷酸銨黑磷阻燃PET聚酯

抗氧化黑磷納米片

混合黑磷納米片分散液

黑磷量子點/納米片復(fù)合材料

黑磷負載氮化鎢納米片光催化劑

黑磷納米片包裹單寧酸金屬螯合物(BPNSs@TAMn)

黑磷納米片/鉑納米粒子復(fù)合材料(Pt@BP)

黑磷納米片負載銀簇納米復(fù)合物

黑磷納米片石墨烯復(fù)合薄膜

介孔二氧化硅包覆黑磷納米片

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