黑磷制备与应用

第1章 黑磷及其制备方法 1
1.1 黑磷的结构 2
1.2 黑磷的性质 3
1.2.1 可调的直接带隙 3
1.2.2 强的面内各向异性 4
1.2.3 高的理论比容量 6
1.2.4 良好的导电性 7
1.2.5 其他性质 7
1.3 黑磷的制备 7
1.3.1 加压法制备技术 8
1.3.2 催化法制备技术10
参考文献20

第2章 纳米黑磷及其制备方法 26
2.1 纳米黑磷的分类26
2.1.1 黑磷量子点27
2.1.2 黑磷纳米带/管28
2.1.3 黑磷烯/多孔黑磷烯29
2.2 纳米黑磷制备方法31
2.2.1 自上而下法31
2.2.2 自下而上法46
参考文献52

第3章 纳米黑磷在能源领域的应用 59
3.1 太阳能电池59
3.1.1 太阳能电池的分类及其工作原理 60
3.1.2 纳米黑磷在聚合物太阳能电池中的应用 66
3.1.3 纳米黑磷在染料敏化太阳能电池中的应用 67
3.1.4 纳米黑磷在钙钛矿太阳能电池中的应用 70
3.2 锂离子电池 73
3.2.1 纳米黑磷储锂机制 76
3.2.2 单一纳米黑磷在锂离子电池中的应用 78
3.2.3 纳米黑磷基复合材料在锂离子电池中的应用 80
3.3 钠离子电池 85
3.3.1 纳米黑磷储钠机制 85
3.3.2 纳米黑磷/碳材料在钠离子电池中的应用 86
3.3.3 纳米黑磷/非碳材料在钠离子电池中的应用 91
3.4 锂-硫电池 95
3.4.1 锂-硫电池储能机制 95
3.4.2 纳米黑磷在锂-硫电池中的应用 96
3.5 超级电容器 98
3.5.1 超级电容器储能机制 98
3.5.2 纳米黑磷在超级电容器中的应用 100
3.6 纳米黑磷在储氢领域的应用 104
参考文献 106

第4章 纳米黑磷在阻燃领域的应用 111
4.1 阻燃原理112
4.1.1 燃烧过程112
4.1.2 阻燃机理113
4.2 单一黑磷烯阻燃114
4.3 黑磷烯的修饰/协同阻燃116
4.3.1 黑磷烯的功能化修饰117
4.3.2 黑磷烯与其他阻燃剂复合 123
参考文献 126

第5 章 纳米黑磷在催化领域的应用 129
5.1 光催化领域 131
5.1.1 光催化发展现状及原理 131
5.1.2 光催化固氮 132
5.1.3 光催化分解水制氢 134
5.1.4 光催化降解有机物 137
5.1.5 光催化还原二氧化碳 139
5.2 电催化领域 141
5.2.1 电催化发展现状及原理 141
5.2.2 电催化固氮 144
5.2.3 电催化析氢 145
5.2.4 电催化析氧 148
5.2.5 其他电催化应用 150
参考文献 151

第6章 纳米黑磷在生物医学领域的应用 156
6.1 临床诊断 156
6.1.1 生物成像 157
6.1.2 场效应晶体管生物监测 158
6.1.3 电化学生物监测 159
6.1.4 荧光生物监测 161
6.2 肿瘤治疗 162
6.2.1 PTT 疗法 163
6.2.2 PDT 疗法 164
6.2.3 PTT 与 PDT 协同疗法 166
6.2.4 药物输送辅助疗法 168
6.3 骨治疗 170
6.3.1 纳米黑磷在骨治疗中的优势 171
6.3.2 纳米黑磷基水凝胶在骨再生中的应用 172
6.3.3 基于纳米黑磷的3D 打印支架在骨再生中的应用 173
6.4 抗菌 175
6.4.1 纳米黑磷的抗菌机制 175
6.4.2 单一纳米黑磷抗菌 177
6.4.3 纳米黑磷基材料协同抗耐药菌 177
6.4.4 纳米黑磷基材料用于伤口愈合 178
参考文献 180

第7章 纳米黑磷在其他领域的应用 186
7.1 晶体管 186
7.1.1 晶体管简介 186
7.1.2 纳米黑磷在晶体管领域的应用 190
7.2 传感器 197
7.2.1 光电传感器 197
7.2.2 锁模激光器 202
7.2.3 电化学传感器 205
7.2.4 柔性压力传感器 206
7.3 膜分离 208
7.3.1 黑磷烯膜气体分离机理 208
7.3.2 黑磷烯膜气体分离理论计算 209
7.3.3 黑磷烯膜气体分离实验 210
7.4 摩擦 212
7.4.1 纳米黑磷用于水基润滑油 214
7.4.2 纳米黑磷用于油基润滑油 216
7.5 超导 218
7.5.1 纳米黑磷在超导领域的理论计算 218
7.5.2 纳米黑磷在超导领域的相关实验 219
7.6 热电转化 220
7.7 防腐 224
参考文献 225