近日,《自然—通讯》在线发表了明升中国app技术大学教授杨上峰课题组在富勒烯新应用方面的研究成果。研究人员表示,通过将富勒烯C60选择性地共价连接在黑磷纳米片边缘,利用富勒烯的高稳定性将其用作保护盾牌,显著提高了黑磷纳米片在水中的稳定性。
少层黑磷作为一种新型二维材料,具有带隙随层数可调、载流子迁移率高的特点,在能量转换和存储、催化、生物医药等领域有着重要的应用前景。然而,少层黑磷纳米片很容易被氧化降解,其在空气及水环境中稳定性差,严重制约了黑磷的应用。
此次,杨上峰研究组联合明升中国科大明升手机与材料app学院教授季恒星、杜平武、陆亚林以及国家同步辐射实验室教授闫文盛、韦世强等人合作,对之前研发出的黑磷—C60杂化材料进行了一系列的光谱和能谱表征,证明了C60分子能选择性地共价连接在黑磷纳米片边缘。
由于少层黑磷纳米片更容易从边缘被氧化降解,其边缘连接了高稳定性的C60分子后,C60起着保护盾牌的作用,有效抑制了少层黑磷纳米片被氧化降解,其在水中的稳定性相对于未嫁接C60的少层黑磷纳米片提高了约4.6倍。
此外,由于C60具有较强的接受电子的能力,形成黑磷—C60杂化材料后可以发生黑磷到C60的光诱导电子转移,从而显著提升了少层黑磷纳米片的光电流响应和光催化活性。
专家称,这一结果不仅为提高黑磷的稳定性提供了新的思路,而且对于开发富勒烯材料的新应用具有重要意义。(来源:明升中国app报 杨保国)