二维黑磷基纳米材料在光催化中的应用

作     者：庞欣 薛世翔 周彤 袁蝴蝶 刘冲 雷琬莹 Xin Pang;Shixiang Xue;Tong Zhou;Hudie Yuan;Chong Liu;Wanying Lei

作者机构：西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055 西安热工研究院有限公司西安710054 

出 版 物：《化学进展》 (Progress in Chemistry)

年 卷 期：2022年第34卷第3期

页      面：630-642页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.51902243)资助 

主　　题：黑磷基复合材料 光催化 裂解水产氢 降解有机污染物 CO_(2)还原 固氮 

摘      要：黑磷是继石墨烯之后又一种新型的单元素二维材料。具有独特的层状结构、超高的载流子迁移率和由层厚调控的禁带宽度,在光催化领域具有广阔的应用前景。然而,单一黑磷材料的禁带宽度较窄(≤1.5 eV),光生载流子极易复合,导致其光催化性能较低。另外,黑磷表面的磷原子易与环境中的氧气发生反应形成P_(x)O_(y),降低了黑磷材料的稳定性。因此,较低的催化性能和不稳定性极大地限制了黑磷材料的实际应用。针对上述问题,可以通过将黑磷材料与其他材料复合形成一系列的等离子体复合材料和多维异质结的方式,来提高光催化剂的活性和循环稳定性。本文综述了近年来二维黑磷纳米片与金属、半导体和碳材料等复合后形成的复合材料在光催化裂解水产氢、降解有机污染物、CO_(2)还原和固氮等方面的研究进展。最后,对未来二维黑磷基光催化材料的研究方向进行了分析和展望。