二维黑磷纳米材料及零维的黑磷量子点(BPQD)，通常是经过物理或化学方法由块体黑磷剥离而成，因此制备高质量的黑磷单晶就显得尤为重要。而液相剥离法则是制备低维黑磷最常用的方法，遗憾的是其选用的溶剂存在毒性、沸点高的缺点，不利于规模化生产。

黑磷量子点本身易氧化的特点一定程度限制了其应用空间，较长的制备时间则降低了其结晶度并产生结构缺陷。通过优化后的矿化法，获得了结晶度良好的黑磷单晶，采用微波辅助液相剥离法，制备高质量的黑磷量子点。

实验选用廉价低毒且易挥发的乙醇作为有机溶剂制备了黑磷量子点(BPQD)。图5.4显示了微波辅助液相剥离法制备黑磷量子点(BPQD)的实验过程。该制备工艺可分为两步微波过程，具体包括：第一个微波过程(MW-1)和在第二个微波过程(MW-2)。

在实验中，第一个微波过程(MW-1)减弱了相邻BP层之间的范德华吸引力相互作用。乙醇分子在微波能量作用下插入黑磷层间。在第二个微波过程中(MW-2)，插层的溶剂吸收热量后汽化，蒸汽所产生的爆破力大于层间范德华力。在微波合成仪中的磁力搅拌棒的作用下范德华力将进一步削弱，首先剥离成黑磷纳米片。随着实验时间延长，第二个微波过程会进一步促进黑磷纳米片裂解，进而形成BPQDs。黑磷纳米片表面出现了更多的量子点，如图5.5(b)所示。“MW-2”的微波时间进一步延长至20分钟时，黑磷纳米片开始破碎，黑磷量子点得以裂解出来，如图5.5(f)所示。在图5.5(g)中还观察到，当“MW-2”的微波时间延长至30分钟时，可得到大量尺寸均匀的黑磷量子点分散于溶液当中。

通过观测不同实验条件下黑磷的形貌演变过程。可以看出随着时间的延长，黑磷纳米片尺寸逐渐减小。首先在“MW-1”阶段微波处理11分钟，此过程将促进乙醇分子充分插层进黑磷层间，如图5.5(a)所示，此时样品为相对较厚的黑磷片。其后在“MW-1”的基础上引入“MW-2”，如图5.5(b)所示，当“MW-2”处理5分钟时，由于温度超过乙醇沸点，其层间乙醇溶剂分子汽化，蒸汽所产生的爆破力将有效破坏范德华力，使黑磷减薄。图5.5(c)为图5.5(b)方框区域的放大照片，可观察到其上已有较小的黑磷量子点(BPQD)出现。随着“MW-2”阶段的微波时间延长至10分钟，

图5.6(a)显示了由微波辅助液相法制备的黑磷量子点的透射电子显微镜图像。可以看到，黑磷量子点呈圆形，在溶剂中分布均匀。在高分辨率透射电镜中，可以看出单个黑磷量子点晶格条纹也非常清晰，如图5.6(b)、(c)所示，测算后可得其晶格间距分别为0.25nm和0.22nm。图5.6(b)、(c)为对应的快速傅里叶变换图样，清晰的斑点再一次证明，通过该制备工艺所获得的黑磷量子点保持原有的晶体特性，拥有较高的结晶度。图5.6(d)为黑磷量子点晶粒直径直方图，可知其平均直径为2.5nm。

 

小结：采用矿化法制备了高质量的黑磷单晶，利用微波辅助液相法在乙醇中高效地制备出高品质的黑磷量子点。该制备工艺由于采用高质量黑磷单晶为原料，其制备所需时间较短、实验条件温和，可有效抑制BPQDs氧化并保持其原始结晶度，所得黑磷量子点分散良好，结晶较高，有利于进一步分析和应用。制备出的BPQDs具有良好的稳定性，其平均尺寸为2.5nm，高度为2.19nm，对应于1-4层黑磷量子点。相较于块体黑磷单晶，BPQDs的三个拉曼特征峰均伴有减弱及红移现象。对紫外到近红外光谱均有良好的吸收，使其在光电器件等方面具有应用潜力。我们可以提供叶酸、PEG、人血清白蛋白HSA、红细胞膜修饰黑磷量子点的定制服务，具体产品详细请咨询我们。

关于黑磷量子点(BPQD)的定制产品目录：

碳量子点修饰黑磷量子点

黑磷量子点/石墨相氮化碳(BP@g-C3N4)复合材料

红细胞膜负载黑磷量子点(BPQD-EMNVs)

铁离子配位黑磷量子点Fe@BPQDs

万古霉素修饰黑磷量子点(BPQDs)

PEG修饰黑磷量子点

黑磷烯量子点修饰石墨烯薄膜

人血清白蛋白修饰黑磷量子点(HSA/BPQDs)

二氧化钛/黑磷量子点复合材料(TiO2/BPQDs)

石墨烯负载黑磷量子点

黑磷量子点修饰氧化石墨烯rGO@BPQDs

黑磷量子点掺杂纳米氧化锌复合材料(BPQDs@ZnO)

聚乙二醇包载黑磷量子点

黑磷量子点/碳化钛(BPQDs/Ti3C2)纳米片复合材料

锌掺杂黑磷量子点(ZnBPQDs)

聚乳酸-羟基乙酸负载黑磷量子点(PLGA/BPQDs)

BPQDs黑磷量子点包覆PMMA纳米纤维

黑磷量子点掺杂ZnO纳米粒子(BPQDs@Zn O)

羟基化黑磷量子点

厂家：上海金畔生物科技有限公司