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- 發布時間2018-10-12 15:55
- 發布人金彩集團
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少層(ceng)黑(hei)(hei)磷(lin)作(zuo)為(wei)一種(zhong)新型二維材料，具有帶隙隨層(ceng)數可(ke)調、載流(liu)子遷移率(lv)高的(de)特(te)點，在能量轉(zhuan)換和存儲(chu)、催化、生物(wu)醫(yi)藥等領域有著重要的(de)應(ying)用(yong)(yong)前景。然而，少層(ceng)黑(hei)(hei)磷(lin)納(na)米片很容(rong)易被氧化降(jiang)解(jie)，其在空氣及(ji)水環境中穩定性差的(de)問(wen)題嚴(yan)重制約了(le)黑(hei)(hei)磷(lin)的(de)應(ying)用(yong)(yong)。如何提(ti)高黑(hei)(hei)磷(lin)的(de)穩定性是當前黑(hei)(hei)磷(lin)材料研究急需(xu)解(jie)決的(de)問(wen)題。
基于以C60為代表的富勒烯在水、氧氣和空氣環境下具有很高的穩定性的特點，該研究組在前期工作中發展的利用固相機械化學法（高能球磨法）制備少層黑磷納米片（Adv. Mater. 2017, 29, 1605776）的基礎上，通過在球磨塊體黑磷時加入C60，成功地制備了一種新型黑磷-C60雜化材料。通過與中國科大化學與材料科學學院教授季恒星、杜平武、陸亞林以及國家同步輻射實驗室教授閆文盛、韋世強等人合作，對該黑磷-C60雜化材料進行了一系列的光譜和能譜表征，證明了C60分子選擇性地共價連接在黑磷納米片邊緣。
由于少層黑(hei)磷納米片更容易(yi)從邊緣被氧(yang)化降解，其邊緣連接了高(gao)穩定性的C60分子后，C60起著保護盾牌的作用，有效地抑制了少層黑磷納米片被氧化降解，從而其在水中的穩定性相對于未嫁接C60的少層黑磷納米片提高了約4.6倍。此外，由于C60具有強的接受電子的能力，形成黑磷-C60雜化材料后可以發生黑磷到C60的光誘導電子轉移，從而顯著提升了少層黑磷納米片的光電流響應和光催化活性。這一結果不僅為提高黑磷的穩定性提供了新的思路，而且對于開發富勒烯材料的新應用有著重要意義。
中國科大化學與材料科學學院(yuan)已畢業博士生(sheng)朱(zhu)先軍為該(gai)論文的(de)第一作(zuo)者，楊上峰為唯一通(tong)訊作(zuo)者。該(gai)項研究得(de)到科技部、國家自然科學基金委和量子(zi)信息與量子(zi)科技前沿協同(tong)創新(xin)中心(xin)的(de)資助(zhu)。
近年(nian)來，該(gai)研究組致力于通過開(kai)發新型的富勒烯(xi)/二維納米材料雜化結構拓展富勒烯材料的新應用，最近受邀為德國Wiley旗下的國際學術期刊《先進科學》撰寫了題為Hybrids of Fullerenes and Two-Dimensional Nanomaterials 的綜述文章（Adv. Sci. 2018, DOI: 10.1002/advs.201800941）。
