黑磷是一種新型的二維材料，具有獨特的蜂窩褶皺結構、良好的生物相容性、較高的載流子遷移率以及可調的帶隙，在傳感中展現(xiàn)了巨大的潛力。但單獨的黑磷在空氣中易被氧化，這限制了其應用。黑磷納米復合材料的構建不僅有利于提升黑磷穩(wěn)定性，而且有利于增強材料傳感性能。該文綜述了黑磷復合材料的制備及其在傳感中的研究進展。首先介紹幾類黑磷復合材料的制備方法，包括黑磷/金屬氧化物、黑磷/金屬硫化物、黑磷/單層材料、黑磷/金屬納米粒子和黑磷/碳等復合材料。然后，介紹黑磷復合材料在電化學傳感和氣敏傳感的研究進展。最后,對黑磷復合材料在傳感領域的發(fā)展與面臨的挑戰(zhàn)進行了展望。引言黑磷（BP）是在約100年前被發(fā)現(xiàn)的具有金屬光澤的黑色晶體，由白磷在很高壓強和較高溫度下轉化而成，是磷的同素異形體。BP在空氣中不會自燃，反應活性最弱，密度為2.70g/cm3，硬度為2。隨著技術的發(fā)展，不同的BP材料如BP塊體、薄層BP（黑磷烯）、BP納米帶以及黑磷量子點（BPQD）逐漸被發(fā)現(xiàn)，并受到廣泛關注。其中，薄層BP包括單原子層和少層黑磷烯（<10層），因其自身獨特的性質被深入研究。下圖a是BP的原子結構圖，每個磷原子與3個相鄰的原子結合。不同的BP層通過微弱的范德華相互作用堆疊在一起，磷原子通過層內的sp3雜化共價鍵相互連接，每個磷原子會留下一對孤立的電子。BP沿扶手椅方向呈重復折疊的蜂窩狀結構，沿之字形方向呈雙層排列。下圖b和c是BP側視和俯視圖，BP單分子層由曲折的磷原子鏈組成的，側視圖中這些鏈的P-P-P鍵角為102.095°，P-P鍵間距分別為2.224

?和2.244

?，俯視圖中P-P-P鍵角為96.3o。帶隙與厚度相關，塊體BP帶隙為0.3eV，單層BP帶隙為2.0eV。單層BP具有高達1000cm2/(V×S)的載流子遷移率和103～105的開關比。由于這些獨特的優(yōu)點，BP納米片自2014年首次被發(fā)現(xiàn)以來，在光電子器件、生物醫(yī)學、生物傳感等領域被深入研究。BP片層是良好的電子供體，具有較低的氧化還原電位和優(yōu)良的電子傳遞特性，在構筑傳感器中具有獨特的優(yōu)勢。BP可以增強催化劑在氧化還原反應中的還原性，從而提高傳感器的靈敏度。

正文部分1

黑磷復合材料的制備BP薄層的制備方法主要有5方法：機械剝離法、液相剝離法、電化學剝離法、紫外光刻法以及脈沖激光沉積法。這些方法可以有效地獲得薄層BP，但其穩(wěn)定性仍然是有待解決的關鍵問題。研究者主要通過兩種方式提升薄層黑磷的穩(wěn)定性：一種是利用有機溶劑，薄層BP分散在有機溶劑中可提升穩(wěn)定性。1.1

黑磷/金屬氧化物納米復合材料金屬氧化物修飾的BP復合材料能夠有效地降低BP的水解，提升BP的穩(wěn)定性，一方面得益于金屬氧化物與BP的鍵和作用，另一方面得益于表面金屬氧化物的覆蓋作用。1.2

黑磷/金屬硫化物納米復合材料過渡金屬硫化物能夠提升BP穩(wěn)定性，主要依靠兩者界面間的范德華力。與BP復合的金屬硫化物主要是二硫化鉬（MoS2）。1.3

黑磷/單層納米復合材料黑磷表面可負載單層分子和2D納米片層材料提升材料穩(wěn)定性。該類復合材料主要通過共價和非共價靜電的相互作用。BP與單層高分子的相互作用不僅保留了BP原有的褶皺蜂窩狀結構，而且具有良好的穩(wěn)定性，提升了BP在水溶液中的穩(wěn)定性和分散性，為材料在生物傳感中的應用提供了可能。1.4

黑磷/金屬納米粒子復合材料金屬納米粒子與BP的復合能有效提升材料的穩(wěn)定性，這主要是由于金屬-P鍵的生成以及原位礦化的作用。與黑磷復合的金屬納米粒子主要分為兩類：一類是貴金屬納米粒子，另一類是非貴金屬納米粒子。貴金屬納米粒子與BP的復合材料主要是通過P與金屬之間的化學鍵連接。1.5

黑磷/碳復合材料與BP復合的碳材料主要包括4種：石墨、C60、氧化石墨烯和碳納米管。碳材料與BP的復合主要通過P-C、P-N-C和P-O-C的強相互作用。如下圖a和b所示，利用球磨的方法可使石墨和C60與BP有效復合，通過P-O-C和P-C鍵連接，石墨和C60主要分布在BP邊緣。2

黑磷復合材料在傳感中的研究進展相比于石墨烯和過渡金屬二鹵化物相比，薄層BP具有特殊的褶皺結構，較高的比表面，各向異性以及邊緣電子轉移速度快的性質，作為傳感材料在氣敏傳感、濕度傳感、電化學傳感、生物傳感以及離子檢測等方面表現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。因此，黑磷復合材料在傳感中也受到廣泛關注，尤其是在電化學傳感和氣敏傳感領域的應用。2.1

電化學傳感2015年，利用循環(huán)伏安法檢測了BP的電化學性質，這開啟了BP在電化學傳感中的應用，如電化學檢測H2O2、克倫特羅等。電化學傳感的關鍵在于傳感材料，根據(jù)傳感材料的不同，可分為酶催化劑和非酶催化劑。2.2

氣敏傳感2014年，利用第一性原理計算了薄層BP與氣體分子（CO、CO2、NH3、NO和NO2）的吸附能，發(fā)現(xiàn)BP對氮氧化物的吸能最大，與石墨烯和MoS2相比，BP的吸附更強，選擇性也更高。3

總結與展望總結與展望薄層BP因獨特的結構和物理化學性能，受到越來越多的關注，伴隨著BP穩(wěn)定性的改善，研究者們已經研究了各種BP復合材料的制備和應用。然而目前大多數(shù)BP復合材料的制備仍然需要高分子材料的修飾和改性，且在電化學傳感和氣敏傳感領域的應用仍有待進一步研究。因此BP復合材料今后可能在以下幾個