2014年以來,黑磷因其優(yōu)異的性能,開始獲得廣泛關注。有關黑磷的研究報道逐年增加,進一步刺激對塊體黑磷的需求。黑磷應用領域從最初的晶體管,到后來的光電子器件,再到催化、能源、生物醫(yī)學等領域,黑磷展現(xiàn)出廣闊而巨大的應用前景。
黑磷的高理論比容量以及優(yōu)良的電子傳導性使其被認為是一種極佳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。
黑磷烯具有較高的電子遷移率,單層黑磷烯的電子遷移率可達100000 cm2/(V s),同時具有非常高的漏電調制率(約為石墨烯的1000倍),其電子結構展現(xiàn)出約1.5 eV的直接帶隙,通過對層數(shù)的改變還可進行調控。
剝離后的二維黑磷(BP-BM)在沒有任何助催化劑存在的條件下,其可見光產(chǎn)氫速率可達512 μmol h-1 g-1,比塊體黑磷提高了約18倍。
基于二維層狀黑磷的固態(tài)超級電容器展現(xiàn)出優(yōu)異的性能:0.01 V/s低掃速下,電容為13.75 F/cm3,10 V/s高掃速下,仍保持1.43 F/cm3高電容?;诙S黑磷的柔性固態(tài)超級電容器的優(yōu)異的儲能性能與長壽命、以及抗機械彎折能力展現(xiàn)了二維黑磷在儲
黑磷與光之間的相互作用根據(jù)原子層數(shù)量的不同而改變,單層晶體將釋放紅光,而更厚的晶體則釋放紅外線,通過檢測能夠看到整個可見光到近紅外區(qū)域的光譜。
黑磷烯具有獨特的電子性質和極高的電子遷移率,實驗表明結合強度高度依賴于氣體分子和磷烯層之間的電子轉移量,與觀察到的石墨烯和MoS2相比,黑磷烯的吸附更強,且黑磷烯對分子表現(xiàn)出較高的選擇性。
研究表明雙層黑磷烯(P-type)可以作為太陽能電池的供體材料,而單層MoS2( P-type ) 可以作為其受體材料。功能轉換效率為16-18%,高于石墨烯和過渡族金屬二硫化物太陽能電池系統(tǒng)。
黑磷主要應用于核酸檢測、腫瘤成像、光電療法、免疫療法、藥物載體、抗體靶向遞送等多個領域。目前市場上黑磷的純度和尺寸限制了醫(yī)學領域的應用生物醫(yī)藥領域急需大尺寸,醫(yī)用級的黑磷單晶。 生物傳感器、生物檢測器、生物催化器、藥物載體
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