黑磷的制备及储能应用研究进展

黑磷作为一种新型的精细磷化工产品,因其高的理论比容量、高的载流子迁移率及良好的导电性而在储能领域具有很好的应用前景。近年来,针对黑磷、纳米黑磷的制备及其储能应用,涌现出了许多新技术、新方法与新策略。在黑磷的制备方面,开发了加压法(高压法、机械球磨法)和催化法(铋熔化法、汞回流法、矿化法)制备技术,但仍未能实现黑磷的连续化制备;在纳米黑磷的制备方面,开发了自上而下法(机械剥离法、超声剥离法、剪切剥离法、电化学剥离法)和自下而上法(溶剂热法、化学气相沉积法),然而,高质量、高产率纳米黑磷的精确可控制备技术还有待开发。此外,黑磷在应用于储能领域时,大的体积膨胀使得电池储能性能变差,通过纳米化并与其他材料复合制备纳米黑磷基复合材料,发挥协同作用,一定程度上能够缓解以上问题。从黑磷、纳米黑磷的制备及其在储能领域的应用三个方面进行综述,旨在为高品质黑磷及纳米黑磷的高效率、低成本、可控及规模化制备提供借鉴思路,为其在储能领域的发展方向奠定基础。

化学气相沉积法制备二维材料研究进展

二维材料因性能优异而被广泛研究,但高质量二维材料的制备存在难度。化学气相沉积法制备的二维材料有着超高的结晶度,被认为是制备高质量二维材料最有潜力的一种方法。但是,化学气相沉积法制备的二维材料也存在诸多问题。基于此,对化学气相沉积法制备二维材料的研究进展进行综述,重点围绕衬底、生长温度、载气流速、系统压力等影响因素进行探讨,为化学气相沉积法制备更高质量的二维材料奠定基础,也为化学气相沉积法制备其他新型二维材料提供借鉴。

黑磷量子点的低温电化学辅助制备及稳定性研究

采用低温电化学阳极剥离黑磷的方法,剥离1h制备出黑磷量子点,并研究了其稳定性,最终提出剥离机理。采用透射电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱等测试方法对黑磷量子点的微观形貌、晶体结构、光学性质和稳定性等进行表征。结果表明,黑磷量子点的平均直径为6.4±1.5 nm,尺寸较小;材料不含有其他杂质,纯度较高;其氧化程度很低,暴露于空气中仍具有良好的稳定性。此外,该方法耗时短且绿色环保,有利于促进纳米黑磷的制备及应用。

电化学剥离黑磷制备纳米黑磷研究进展

纳米黑磷具有可调节直接带隙、高载流子迁移率等优点,在储能、催化等领域具有广阔的应用前景。然而,纳米黑磷应用的前提在于其高效制备。在制备纳米黑磷的诸多方法中,电化学剥离法通常在温和的反应条件下进行,操作简单、高效、可控性较强,是目前最有可能实现纳米黑磷低成本、规模化的可控制备方法。根据电化学剥离过程中原料黑磷的位置,电化学剥离可分为阳极剥离、阴极剥离和电解液剥离。为系统了解电化学剥离制备纳米黑磷的研究现状与发展前景,综述了3种不同电化学剥离方式制备纳米黑磷的研究进展,同时分析了3种剥离方式的优缺点及对应的剥离机制。最后对未来电化学剥离黑磷进行了展望,并提出阴极剥离由于制备的纳米黑磷种类丰富且氧缺陷少,是一种相对较优的实现纳米黑磷高效制备的电化学剥离方式。