黑磷量子點（Black phosphorus quantum dots，BP QDs） 由于具有獨特的光電特

性、良好的生物相容性和較快的載流子遷移率等優(yōu)勢，成為有前景的新能源材料之

一。

近日，我們研究了一種新型的無金屬電催化劑，即黑磷量子點（BP QD）。然而，BPQD易于聚集，會導(dǎo)致活性位點的損失。此外，它的導(dǎo)電性差不利于電解過程中的電荷傳輸。為了解決這些問題，我們采用具有電化學(xué)活性的黑色氧化錫（SnO2-x）納米管作為基底。通過簡單的自組裝和Sn-P配位，將BP QD穩(wěn)定地限制在SnO2-x納米管上，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的雙活性電催化劑。得益于它們的協(xié)同優(yōu)勢，BP@SnO2-x納米管表現(xiàn)出了**的氨產(chǎn)率和法拉效率，代表了**復(fù)合電催化劑用于環(huán)境固氮的成功探索。

氧化錫納米管負(fù)載黑磷量子點的合成與表征

我們通過水熱法，在預(yù)合成的SiO2納米棒上沉積均勻的SnO2層，得到SnO2@SiO2納米棒。在蝕刻掉犧牲模板（SiO2納米棒）之后，留下SnO2納米管。再將其與NaBH4混合，并在氬氣中于350℃下加熱30分鐘，獲得SnO2-x納米管。正如掃描電子顯微鏡（SEM）觀察所揭示的（圖1a），SnO2-x的管狀形態(tài)保持良好。透射電子顯微鏡（TEM）圖像顯示出具有相對光滑表面和內(nèi)部中空的SnO2-x納米管。插圖顯示了高分辨率TEM（HRTEM）圖像，0.33 nm的晶格間距與SnO2-x的（110）面一致。在圖1c中比較了SnO2和SnO2-x的X射線衍射（XRD）花樣，SnO2的XRD圖顯示金紅石SnO2（JCPDS no.41-1445）特征峰。對于SnO2-x的XRD圖譜，峰位置沒有變化，表明晶體種類在還原后沒有改變。圖1d顯示了SnO2的Sn 3d光譜，其中494.6和486.3 eV處的峰對應(yīng)于Sn4+的Sn 3d3/2和3d5/2軌道。在SnO2-x形成后，兩個軌道均紅移了0.2 eV（494.4和486.1eV），原因是Sn周圍新產(chǎn)生的氧空位。

Figure 1. (a) SEM and (b) TEM image of a SnO2–x nanotube; (c) XRD pattern and (d) Sn 3d XPS spectra of SnO2 and SnO2–x nanotubes, respectively.

隨后，作者通過超聲輔助液相剝離合成BP QD。為了將BP QD限制在SnO2-x納米管上，作者將它們在四氫呋喃（THF）中混合超聲處理。如圖2a和2b所示，TEM和HRTEM表征所得的BP@SnO2-x納米管，從該圖中可以看出，納米管的表面變得明顯更粗糙，密集且均勻地裝飾有BP QD。插圖顯示HRTEM圖像聚焦于單個BP QD，其晶格條紋間距為0.27 nm，與BP的（040）平面一致。BP@SnO2-x納米管的XRD圖如圖2c所示，該結(jié)果進(jìn)一步證實了BPQD在SnO2-x納米管上的成功復(fù)合。圖2d顯示了BP@SnO2-x納米管的寬掃描XPS光譜，表明了錫，氧和磷元素的存在。通過高分辨率XPS可以闡明Sn和P的化學(xué)狀態(tài)。圖2e顯示了Sn 3d光譜，其中Sn 3d3/2和3d5/2軌道位于495.5和487.1eV，與SnO2-x相比，藍(lán)移了1.1eV。對于P 2p譜（圖2f），P 2p1/2和2p3/2軌道從130.6和130.0 eV紅移到130.4和129.5 eV，這源于界面處兩種組分之間的相互作用。此外，134.0 eV的峰值來自BP QD合成過程中產(chǎn)生的氧化磷。尤其是在133.0 eV處出現(xiàn)的新峰表明了錫和磷之間的協(xié)同作用，這是BP量子點穩(wěn)定約束在SnO2-x納米管上的原因。

Figure 2. (a) Low-and (b) high-magnification TEM images, (c) XRD pattern, and (d) wide-scan survey, (e) Sn 3d and (f) P 2p XPS spectra of BP@SnO_2–x nanotubes.

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硫化錳包覆黑磷納米異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料MnS-Bp

硫化鈦包覆黑磷納米異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料TiS-Bp

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