Advanced Science: 通过结构工程和表面调制促进黑磷及类似材料在光/电催化中的应用
雨辰 雨辰 2020-08-22

黑磷(BP)是一种新兴的二维半导体材料,在光/电催化领域具有独特的性能和广阔的应用前景。但由于黑磷的不稳定性和催化效率低,阻碍了其在光/电催化中的应用。近年来,研究人员致力于通过结构工程来调整其固有结构、电子性质和电荷分离以提高其光/电催化性能。与此同时,寻找与BP类似的新型替代材料也是一个重要的方向。

有鉴于此,深圳大学张晗教授和杭州电子科技大学王敦辉、Liyuan Long等人,对BP及其类似物材料在光/电催化方面的结构/表面设计策略和在先进应用中的最新理论和实验进展方面进行了综述。

本文要点

1首先分析了BP固有特性在光/电催化领域中的优缺点。其次,基于其局限性,详细分析了近年来修饰其固有结构、调节其电子性质、构建高效的电荷分离以及获得优异催化活性的策略。对BP光/电催化性能显著增强的动力学机理进行了分类,以供进一步研究。然后,除了析氢和降解RhB,BP纳米结构已广泛应用于许多其他催化相关领域,在此作了全面的总结。另外,介绍了BP的这些性质,并期望具有类似的分层和褶皱2D结构的BP类似材料的催化应用。最后,对未来的发展方向进行了展望。

2深入了解BP的固有能带结构和电子性质,通过结构工程合理调节BP,对于提高光/电催化性能,甚至开发更广泛的应用,如纯水析氢不需要牺牲试剂,都是有意义的。

3未来的工作可以集中在改善BP的稳定性,利用其固有缺陷对BP表面进行功能化,以及构建基于BP的Z型异质结构以实现有效的载流子分离。此外,在BP研究的指导下,还可以进一步探索BP类似材料在光/电催化应用中的潜力。

参考文献:

Teng Yin et al. Advancing Applications of Black Phosphorous and BP‐Analog Materials in Photo/Electrocatalysis through Structure Engineering and Surface Modulation. Advanced Science, 2020.

DOI: 10.1002/advs.202001431

https://doi.org/10.1002/advs.202001431


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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