二維材料黑磷的穩(wěn)定性研究取得新進(jìn)展
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)季恒星、武曉君教授組合作，在二維材料黑磷的穩(wěn)定性研究方面取得進(jìn)展。研究者通過(guò)跟蹤、分析黑磷在水中的分解產(chǎn)物和結(jié)構(gòu)演化過(guò)程，結(jié)合理論計(jì)算明確了導(dǎo)致黑磷在水中分解的關(guān)鍵因素，發(fā)現(xiàn)了該反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征和邊界優(yōu)先反應(yīng)特征，并基于此發(fā)現(xiàn)了黑磷在水中的長(zhǎng)期、穩(wěn)定保存。相關(guān)研究結(jié)果以“Degradation Chemistry and Stabilization of Exfoliated Few-Layer Black Phosphorus in Water”為題，發(fā)表在《Journal of the American Chemical Society》（DOI: 10.1021/jacs.8b02156）上。論文的共同第一作者為博士生張?zhí)┿懞筒┦可f(wàn)陽(yáng)陽(yáng)。
黑磷是一種二維直接帶隙半導(dǎo)體，具有優(yōu)異的光電特性，但是在自然環(huán)境下極易被氧化分解。這嚴(yán)重阻礙了對(duì)黑磷本征物理、化學(xué)性質(zhì)的深入研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。截至目前，研究人員對(duì)黑磷的降解機(jī)制還未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)：一些觀點(diǎn)認(rèn)為黑磷的分解離不開(kāi)光的活化，其中光、氧和水需要共同作用才能引起黑磷分解；另有觀點(diǎn)認(rèn)為氧是引起黑磷降解的主要因素而非水；還有觀點(diǎn)卻認(rèn)為水是引起黑磷降解的主要因素，黑磷在水中無(wú)法穩(wěn)定存在。
在該項(xiàng)工作中，研究者實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)黑磷在水中的降解產(chǎn)物（PO23-,PO33-和PO43-）濃度和結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境下的變化規(guī)律，明確了氧作為黑磷分解的核心條件，而光照僅僅起到加速作用，發(fā)現(xiàn)黑磷的分解速率與層數(shù)無(wú)關(guān)，進(jìn)而明確了黑磷在水中分解的準(zhǔn)一級(jí)平行反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征。在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)黑磷在除氧的水中，即使在光照條件下，保存15天后僅僅分解0.9 mol%。
論文的共同第一作者為博士生張?zhí)┿懞筒┦可f(wàn)陽(yáng)陽(yáng)。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院人才計(jì)劃的資助。
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開(kāi)發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com