納米黑磷在儲能、催化、生物醫(yī)藥、傳感器、太陽能電池等領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景,而如何高效制備納米黑磷是其應(yīng)用的關(guān)鍵。另外,研究表明不同結(jié)構(gòu)形貌的納米黑磷將具有不同的性能和應(yīng)用領(lǐng)域。因此,開發(fā)新型結(jié)構(gòu)的納米黑磷,有望提升納米黑磷的性能,拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。此外,納米黑磷的應(yīng)用還受限于其不穩(wěn)定性。本文圍繞納米黑磷的高效制備及其穩(wěn)定性開展研究工作,開發(fā)了納米黑磷的高效制備方法,并制備出了一種新型結(jié)構(gòu)的納米黑磷——打孔黑磷烯,結(jié)合材料復(fù)合技術(shù)及鍵合作用改善了納米黑磷的穩(wěn)定性,具體研究工作如下:（1）通過液氮輔助的方法制備出了黑磷量子點(diǎn)。采用SEM、TEM、XRD、拉曼、UV-vis吸收光譜等技術(shù)對制備的黑磷量子點(diǎn)進(jìn)行了表征、分析,相關(guān)研究結(jié)果表明黑磷量子點(diǎn)的橫向尺寸約為10 nm。該方法以綠色無污染的液氮為插層劑,通過液氮快速氣化產(chǎn)生的巨大沖擊力,將黑磷撕裂為黑磷量子點(diǎn)。因此,該方法具有綠色環(huán)保、省時高效、簡單易操作、無雜質(zhì)引入等優(yōu)點(diǎn)。（2）采用外場輔助的方法首次制備出一種新型納米黑磷——打孔黑磷烯。采用SEM、TEM、XPS、XRD、AFM、拉曼、UV-vis吸收光譜等技術(shù)對制備的打孔黑磷烯進(jìn)行... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）晶體黑磷的側(cè)面圖；（b）晶體黑磷的俯視圖[2]

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖1.3電化學(xué)剝離合成黑磷納米粒子示意圖[17]Fig.1.3Synthesisofblackphosphorusnanoparticlesbysolution-basedelectrochemicalexfoliationwithbipolarelectrodes[17]1.3.2.6溶劑熱法溶劑熱法是指在密閉體系如高壓釜內(nèi)，以有機(jī)物液體為溶劑，在一定溫度和溶劑的自生壓力下，原始混合物進(jìn)行反應(yīng)的一種合成方法[36]。該方法已被廣泛用于制備其他納米顆粒，具有納米顆粒尺寸可控、純度高、晶型好等優(yōu)點(diǎn)。Tian等人以白磷為原料，乙二胺為溶劑，采用溶劑熱法合成了黑磷納米片[18,81]。將一定量的白磷加入到乙二胺溶劑中，并連續(xù)攪拌以使白磷完全溶解。隨后，將該溶液轉(zhuǎn)移到帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于不同溫度條件下加熱12小時，得到黑磷納米片。黑磷納米片的厚度可通過控制溫度來調(diào)節(jié)。這種方法制備的納米黑磷具有較好的穩(wěn)定性，并且該方法成本低，具有規(guī)�；a(chǎn)的可能性。溶劑熱法除了可以用于制備黑磷烯外，還用于制備超小的黑磷量子點(diǎn)。Yu等人首次采用溶劑熱法合成了尺寸為2.1±0.9nm的黑磷量子點(diǎn)[19]。黑磷晶體被研磨成粉末，加入到含有飽和NaOH的NMP溶液中。然后該溶液在氮?dú)鈿夥障掠?40℃強(qiáng)力攪拌6h。最后取反應(yīng)后的上清液于7000r/min條件下離心分離20min。離心分離后得到的亮黃色懸浮液即是黑磷量子點(diǎn)的NMP溶液，合成原理圖如圖1.4所示。隨后，Wang和Gu等人采用類似的方法合成了黑磷量子點(diǎn)[82,83]。并將其作為有效的飽和吸收體來束縛摻鉺光纖激光器中的光孤子和用作比率熒光探針來檢測微量汞離子。

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖1.4以NMP為溶劑溶劑熱法制備黑磷量子點(diǎn)的示意圖[19]Fig.1.4SchematicrepresentationofthesynthesisprocesstoprepareBPQDsbyusingasolvothermalmethodinNMP[19]1.3.2.7球磨法高能球磨法也稱機(jī)械化學(xué)法。它一經(jīng)出現(xiàn)，就成為制備超細(xì)材料的一種重要途徑。它的原理是：利用機(jī)械能來誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)或誘導(dǎo)材料組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化，以此來制備新材料。Zhang等人以紅磷為原料，通過濕化學(xué)過程合成了橫向尺寸約為1μm，厚度約為0.5~4nm的黑磷納米片[84]。隨后Zhao等人改進(jìn)了上述方法，將5gNH4F完全溶解在25mL超純水中；然后，將0.5g商業(yè)紅磷加入到上述溶液中；最后，將形成的懸浮液轉(zhuǎn)移到30mL高壓釜中并在200℃條件下反應(yīng)16h。這種溫和的方法可得雙層厚的黑磷烯[85]。Sun等人開發(fā)一種無溶劑的高能球磨法直接從紅磷制備出黑磷納米顆粒[21]。具體做法為：將1g紅磷粉末和不銹鋼球（重量比為100：1；球直徑：6-25mm）裝入容量為100毫升硬化鋼瓶中，再將4gPEG加入該罐中；然后，將上述混合物研磨72h得到黑色粉末，并將其分散在30mL水中；將所得分散液以11000rpm的速度離心20min，得到的上清液進(jìn)行透析，除去游離的PEG，最終得到PEG化的黑磷納米粒子。該方法雖然簡單，能夠一步直接從紅磷得到黑磷納米粒子，但是能耗高、耗時長，并且得到的納米黑磷結(jié)晶性不好。1.3.2.8其他方法雖然黑磷量子點(diǎn)已采用超聲剝離等方法被成功制備出來，但是制備過程中涉及到的有機(jī)溶劑NMP具有強(qiáng)的發(fā)射作用，因此得到的量子點(diǎn)不能用作光致發(fā)光（PL）材料。Ge等人報道了一種在乙醚中采用脈沖激光刻蝕的方法來制備黑磷量子點(diǎn)[86]。將黑磷置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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