光催化太阳能转换是解决能源和环境问题的有效方式之一。黑磷烯作为一种新兴的二维材料，具有层数依赖的直接带隙、宽的光谱响应、高的载流子迁移率、丰富的活性位点等诸多优点，近几年来被广泛用于光催化太阳能转换领域。但是黑磷烯制备条件苛刻，并且光生载流子复合快等问题限制了其在光催化领域的发展。开发温和的制备方法，构建高效的黑磷基光催化体系仍然是极具挑战性的课题。

近期，中国科学院理化技术研究所光化学转换与合成研究中心研究员陈勇团队以红磷为原料，一步法原位制备了黑磷/红磷异相结光催化剂。研究人员发现，利用乙二胺、己二胺等作为反应溶剂，可以在温和的条件下控制红磷到黑磷的部分转变。该方法巧妙构建了黑磷/红磷异相结，实现了不同半导体之间完美的界面接触，促进了光生载流子的分离，最终实现不加任何牺牲试剂条件下的光催化分解水产氢。通过与中科院物理研究所研究员翁羽翔合作，研究人员利用时间分辨的瞬态吸收光谱研究光生载流子的动力学行为，揭示了光激发过程中电子从红磷到黑磷转移的Z-scheme机制。

相关研究成果发表在近期的Angewandte Chemie International Edition上，并被选为热点文章。文章第一作者是理化所博士研究生刘福来，通讯作者为陈勇。相关研究工作得到中科院B类战略性先导科技专项、国家自然科学基金委和中科院-香港大学新材料合成与检测联合实验室的支持。

据报道，近日，日本科学家创造了基于黑磷的新材料，利用全方位的阳光产生清洁的氢燃料。目前无论哪种制氢方式，无论使用何种催化剂，催化反应往往需要消耗大量能源以产生热能驱动反应。光催化技术直接利用太阳能生产化合物，无二次污染，且能源充足。传统的金属催化剂只有紫外线(UV)部分被吸收，剩余光谱被浪费掉，效率较低。日本科学家开发的黑磷新材料，能够吸收可见光甚至近红外光，能够最大限度地提高光吸收和水分解的效率。

化石能源被大量消耗，储量越来越少，并导致全球气候变化，带来严重的环境污染。氢来源广泛，特别是水制氢技术的成熟，氢燃料将取之不尽，用之不竭，而且清洁环保，将成为世界上的主要燃料及能量。而采用太阳能电解水制氢，过程中没有碳排放，氢将成为名副其实的“终极能源”。

据报道，中科院先进技术研究院喻学锋研究员课题组已成功制备出黑磷/铂异质结光催化剂，在太阳光驱动的有机催化反应中展现出极好的光催化活性。

关键词： 黑鳞