Angew. Chem.：拓扑化学法制备非层状二维金属磷化物学术资讯

来源：X一MOL资讯

层状材料，特别是由范德华力组装而成的块体或者粉末，是制备二维纳米片的理想前驱体。常规方法利用机械搅拌、超声、球磨以及电化学等能够剥离得到各种二维纳米片。然而，并不是所有二维材料都能找到层状结构的前驱体，制备这样的非层状二维材料往往依赖于气相沉积或者有机合成，需要繁琐的步骤而且得到的二维材料难以在溶液中分散。过渡金属磷化物就是这样的一类材料。根据化学成分的不同，它们能表现出绝缘体，半导体或者金属的性质，被广泛用于超导、热电、发光、催化等领域。其中，二维的磷化物具有非常独特的性质，比如高比表面积能提供更多的催化活性位点，片状结构适用于常规的电子器件研究其电学性能等。然而，现有的合成手段，包括使用有机磷化物、无机磷酸盐、红磷等为磷源，只能得到磷化物的纳米颗粒、纳米线或者块体，无法控制在二维方向生长。

近日，德累斯顿工业大学的冯新亮教授团队开发出一种新的拓扑合成方法，利用电化学剥离的无缺陷二维黑磷纳米片为前驱体，通过自下而上的策略与金属离子反应，制备了一系列溶液可分散的二维金属磷化物，包括Co2P、N12P5以及铁离子掺杂的CoxFe2-XP (0<x<2)。不同于常见磷源，黑磷本身具备高的化学反应活性，能够在较低的反应温度下进行磷化反应。通过高分辨透射电镜能直观看到金属离子逐步取代磷原子的过程。磷化物纳米片中，Co2P是很好的p型半导体，场效应晶体管室温下测量的空穴迁移率达到20.8 cm2 V-1 s-1。用于析氧反应的催化剂在电流密度为10 mA cm-2时，过电势为304 mV。掺杂后的Co1.5Fe0.5P过电势降低至278 mV，催化活性能保持10小时无衰减，综合性能甚至超过了商用的Ir/C催化剂 (304 mV)。此项研究不仅加深了对金属磷化物的生长机理的理解，也为制备新型的非层状二维材料提供了新思路。

相关工作发表在Angewandte Chemie International Edition 上。

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