黑磷製備與應用

《黑磷製備與應用》系統介紹了國內外黑磷及納米黑磷的製備技術及研究進展，總結並分析了相應的發展趨勢，同時對納米黑磷在相關領域（能源、阻燃、催化、生物醫療、電晶體、感測器、膜分離、摩擦、超導、防腐）的應用進行了較全面的論述。本書共七章，黑磷及其製備方法、納米黑磷及其製備方法、納米黑磷在能源領域的應用、納米黑磷在阻燃領域的應用、納米黑磷在催化領域的應用、納米黑磷在生物醫學領域的應用、納米黑磷在其他領域的應用。

《黑磷製備與應用》既具有一定的理論深度，又有實用技術，可作為高校、科研院所化學、化工、環境、材料、冶金、新能源等專業學生的參考教材，也可供相關領域研究人員及工程技術人員參考。

第1章 黑磷及其製備方法 1
1.1 黑磷的結構 2
1.2 黑磷的性質 3
1.2.1 可調的直接帶隙 3
1.2.2 強的面內各向異性 4
1.2.3 高的理論比容量 6
1.2.4 良好的導電性 7
1.2.5 其他性質 7
1.3 黑磷的製備 7
1.3.1 加壓法製備技術 8
1.3.2 催化法製備技術10
參考文獻20

第2章 納米黑磷及其製備方法 26
2.1 納米黑磷的分類26
2.1.1 黑磷量子點27
2.1.2 黑磷納米帶/管28
2.1.3 黑磷烯/多孔黑磷烯29
2.2 納米黑磷製備方法31
2.2.1 自上而下法31
2.2.2 自下而上法46
參考文獻52

第3章 納米黑磷在能源領域的應用 59
3.1 太陽能電池59
3.1.1 太陽能電池的分類及其工作原理 60
3.1.2 納米黑磷在聚合物太陽能電池中的應用 66
3.1.3 納米黑磷在染料敏化太陽能電池中的應用 67
3.1.4 納米黑磷在鈣鈦礦太陽能電池中的應用 70
3.2 鋰離子電池 73
3.2.1 納米黑磷儲鋰機制 76
3.2.2 單一納米黑磷在鋰離子電池中的應用 78
3.2.3 納米黑磷基複合材料在鋰離子電池中的應用 80
3.3 鈉離子電池 85
3.3.1 納米黑磷儲鈉機制 85
3.3.2 納米黑磷/碳材料在鈉離子電池中的應用 86
3.3.3 納米黑磷/非碳材料在鈉離子電池中的應用 91
3.4 鋰-硫電池 95
3.4.1 鋰-硫電池儲能機制 95
3.4.2 納米黑磷在鋰-硫電池中的應用 96
3.5 超級電容器 98
3.5.1 超級電容器儲能機制 98
3.5.2 納米黑磷在超級電容器中的應用 100
3.6 納米黑磷在儲氫領域的應用 104
參考文獻 106

第4章 納米黑磷在阻燃領域的應用 111
4.1 阻燃原理112
4.1.1 燃燒過程112
4.1.2 阻燃機理113
4.2 單一黑磷烯阻燃114
4.3 黑磷烯的修飾/協同阻燃116
4.3.1 黑磷烯的功能化修飾117
4.3.2 黑磷烯與其他阻燃劑複合 123
參考文獻 126

第5 章 納米黑磷在催化領域的應用 129
5.1 光催化領域 131
5.1.1 光催化發展現狀及原理 131
5.1.2 光催化固氮 132
5.1.3 光催化分解水制氫 134
5.1.4 光催化降解有機物 137
5.1.5 光催化還原二氧化碳 139
5.2 電催化領域 141
5.2.1 電催化發展現狀及原理 141
5.2.2 電催化固氮 144
5.2.3 電催化析氫 145
5.2.4 電催化析氧 148
5.2.5 其他電催化應用 150
參考文獻 151

第6章 納米黑磷在生物醫學領域的應用 156
6.1 臨床診斷 156
6.1.1 生物成像 157
6.1.2 場效應電晶體生物監測 158
6.1.3 電化學生物監測 159
6.1.4 螢光生物監測 161
6.2 腫瘤治療 162
6.2.1 PTT 療法 163
6.2.2 PDT 療法 164
6.2.3 PTT 與 PDT 協同療法 166
6.2.4 藥物輸送輔助療法 168
6.3 骨治療 170
6.3.1 納米黑磷在骨治療中的優勢 171
6.3.2 納米黑磷基水凝膠在骨再生中的應用 172
6.3.3 基於納米黑磷的3D 列印支架在骨再生中的應用 173
6.4 抗菌 175
6.4.1 納米黑磷的抗菌機制 175
6.4.2 單一納米黑磷抗菌 177
6.4.3 納米黑磷基材料協同抗耐藥菌 177
6.4.4 納米黑磷基材料用於傷口癒合 178
參考文獻 180

第7章 納米黑磷在其他領域的應用 186
7.1 電晶體 186
7.1.1 電晶體簡介 186
7.1.2 納米黑磷在電晶體領域的應用 190
7.2 感測器 197
7.2.1 光電感測器 197
7.2.2 鎖模雷射器 202
7.2.3 電化學感測器 205
7.2.4 柔性壓力感測器 206
7.3 膜分離 208
7.3.1 黑磷烯膜氣體分離機理 208
7.3.2 黑磷烯膜氣體分離理論計算 209
7.3.3 黑磷烯膜氣體分離實驗 210
7.4 摩擦 212
7.4.1 納米黑磷用於水基潤滑油 214
7.4.2 納米黑磷用於油基潤滑油 216
7.5 超導 218
7.5.1 納米黑磷在超導領域的理論計算 218
7.5.2 納米黑磷在超導領域的相關實驗 219
7.6 熱電轉化 220
7.7 防腐 224
參考文獻 225