2017 年 7 月出版的 Advanced Materials 期刊(影响因子:19.791)以题为 Layer-Tunable Phosphorene Modulated by the Cation Insertion Rate as a Sodium-Storage Anode 报道了中南大学纪效波课题组的研究。
近年来液相剥离法制备少层磷烯(FL-P)的研究较广,然而,超声时间长、片状分布窄和难以控制层厚等因素成为阻碍磷基材料发展的主要因素。该研究采用电化学阳离子插层法制备了磷烯,可以有效(小于 1 h)获得无表面基团的大片的少层磷烯材料。更重要的是,通过改变电位可以实现少层磷烯层数(从 2 到 11 层)可控。研究者用少层磷烯作为钠离子电池阳极材料时,发现磷烯表现出优越的储钠性能。这种用电化学离子插入法制备磷烯的方法可以大大促进磷基技术的发展,也对其他二维材料的制备提供的借鉴。
磷烯的电化学剥离过程示意图(黑磷晶体作为阴极,铂片作为阳极)
文章中用到的黑磷晶体来自先丰纳米,再一次证明了国际顶级期刊对公司产品质量的认可,同时也对黑磷晶体的应用和黑磷分散液的制备提供了新的方法和思路。
黑磷应用非常广泛,与石墨烯材料相比,同样由单原子层堆叠而成,石墨烯没有半导体带隙,难以完成导体和绝缘体之间的转换,不能实现数字电路的逻辑开与关,而黑磷则具有一个半导体带隙,因此可以说是天然的半导体材料。与其他的磷的同素异构体(白磷、黑磷)相比,黑磷是热力学稳定的半导体材料,具有高的载流子迁移率,可以应用于场效应晶体管、各向异性运输和光电设备等方面。先丰纳米材料科技有限公司将晶体片状加工成粉末装可以更方便进行化学实验,做进一步修饰。另外也方便做成黑磷分散液,通过离心获取单层、少层和多层的黑磷溶液。
南京先丰纳米材料科技有限公司研发部
2017 年 07 月