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AFM:黑磷材料的最新研究进展-基本性质,合成方法,稳定性和光/电催化领域的应用

2020-10-16 11:38:29浏览:833来源:MaterialsViews   

随着人们对气候变化,环境污染以及化石燃料供应有限造成的能源危机的日益关注,寻求清洁、低成本和可再生能源是可持续发展面临的最大挑战之一。催化作为实现可持续低碳社会的重要途径,是能源转换和生产中最具吸引力的战略之一。虽然目前已有许多性能优良的催化剂,开发具有高效率和特殊选择性的新型催化剂仍有很大的发展空间,特别是在直接由可再生能源驱动的光催化和电催化反应等领域。

黑磷(BP),以其独特的物理和结构特性引起了人们的广泛关注,并在各个领域做出贡献。BP具有层数依赖带隙结构:体材料为0.3 eV。随着层数减少,带隙增加,单层磷烯带隙大约为2.0 eV。这一特点表明BP具有良好的光吸收能力(从可见光到近红外区域)。此外,BP还具有超高的室温载流子迁移率(~650 cm2 V-1 s-1)、较大的比表面积、突出的边缘和面内各向异性等独特性质。这些特性推动了BP在许多实际应用领域的探索,如太阳能电池、光电探测器、传感器和场效应晶体管等。近年来,鉴于BP材料在光和电催化分解水、CO2还原、N2固定等催化反应过程的研究得到迅速发展,南京大学周勇教授课题组近期在Adv. Funct. Mater. (DOI: 10.1002/adfm.202005197)发表了BP相关的综述性文章。文章首先简要介绍了BP基本光学和电学性质,描述了利用各种化学和物理技术合成不同维度的BP材料,包括块材、单(磷烯)层和少层纳米片,以及量子点。此外, 文章介绍了不同方式的钝化策略,有效地防止或减缓BP降解,提高其化学稳定性。论文重点总结了BP在光催化和电催化等能量转化领域的最新研究进展,通过功能化、成分控制和构建异质结等策略,提升BP在催化领域的优势, 揭示其独特的和高效的催化反应机理。文章最后提出了BP在催化领域未来发展面临的挑战与机遇。论文为对该材料的基础研究和实际应用,解决能源问题,提供了重要信息。

(责任编辑:小编)
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