无论是实验室合成还是工业合成,合理调节分子或官能团的反应性在有机化学中都很常见。这一概念可以应用于无机纳米材料,特别是二维黑磷(BP)纳米片。
近日,南洋理工大学赵彦利教授,厦门大学徐俊副教授报道了一种基于保护性化学的策略,用于合理调节BP的反应性。
文章要点
1)研究人员首先将BP与Al3+离子结合,以降低其表面电子密度,从而有效地降低其还原性。然后,疏水的1,2-苯二硫酚(BDT)分子通过Al─S键在BP/Al3+表面组装成致密的阵列,有效地将纳米复合材料与氧/水隔绝。这种保护过程提供了一种超稳定的BP配合物物(BP/Al3+/BDT),其在环境条件下甚至可以稳定2个月,而关键的物理/化学特性则不会发生改变。
2)这种超稳定的BP/Al3+/BDT可以通过螯合剂处理[典型的EDTA-四钠(EDTA-4Na)]来解除保护。在BP中Al3+与EDTA-4Na之间有较强的结合亲和力,这使得Al3+和BDT层能够从BP表面去除。Al3+和BDT层的去除又恢复了BP的高表面电子密度,从而恢复了其反应性。为了验证这一策略,研究人员在一项退化研究中使用了去除保护的BP。结果显示,其表现出了与最初的BP相同的反应性。
Xiao Liu, et al, Regulating the reactivity of black phosphorus via protective chemistry, Sci. Adv. 2020
DOI: 10.1126/sciadv.abb4359
http://advances.sciencemag.org/content/6/46/eabb4359