黑磷的防氧化方法及机理研究论文

这些科学家付出了非常多，他们付出了自己陪伴家人的时间，也付出了自己的所有知识，也付出了自己毕生的心血，还付出了自己所有的时间，有些科学家甚至付出了自己的生命，所以他们付出的东西真的非常多。

付出了自己的身份，家人，感情，金钱，年龄，抛下了一切，来研究这种材料。

元素名称：磷 原子序数:15 ,第二周期,第15族(VA 氮族) 元素符号:P 元素原子量：30.97 晶体结构：晶胞为简单立方晶胞。 原子体积:(立方厘米/摩尔) 17.0 元素在太阳中的含量:(ppm) 7 元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面 0.0015 地壳中含量：（ppm） 1000 原子结构 原子半径/Å: 1.23 原子体积/cm3/mol: 17 共价半径/Å: 1.06 电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p3 离子半径/Å: 0.38 氧化态: ±3,5,4 晶体结构 白磷是分子晶体，立方晶系，分子间靠范德华力结合，分子式P4，4个磷原子位于四面体的四个顶点。 红磷的结构目前还不十分清楚，有人认为红磷是链状结构。 发现 1669 在德国,汉堡, 由 Hennig Brandt 发明。 来源 以磷酸盐矿存在于自然界。 用途 用于制造磷肥、火柴、烟火、杀虫剂、牙膏和除垢剂。 氧化态： Main P+5 Other P-3, P-2, P0, P+2, P+3 化学键能： (kJ /mol) P-H 328 P-O 407 P=O 560 P-F 490 P-Cl 319 P-P 209 热导率: W/(m·K) (white) 0.236 晶胞参数： a = 1145 pm b = 550.3 pm c = 1126.1 pm α = 71.840° β = 90.370° γ = 71.560° 电离能 (kJ/ mol) M - M+ 1011.7 M+ - M2+ 1903.2 M2+ - M3+ 2912 M3+ - M4+ 4956 M4+ - M5+ 6273 M5+ - M6+ 21268 M6+ - M7+ 25397 M7+ - M8+ 29854 M8+ - M9+ 35867 M9+ - M10+ 40958 磷的同位素: 已发现的共有13种 包括从磷27到磷39 其中只有磷31最为稳定 其它同位素都具有放射性 磷的同素异形体: 黑磷（紫磷、金属磷） 白磷 红磷（赤磷） 元素类型：非金属 元素描述： 单质磷有几种同素异形体。其中，白磷或黄磷是无色或淡黄色的透明结晶固体。密度1.82克/厘米3。熔点44.1℃，沸点280℃，着火点是40℃。放于暗处有磷光发出。有恶臭。剧毒。白磷几乎不溶于水，易溶解与二硫化碳溶剂中．在高压下加热会变为黑磷，其密度2.70克/厘米3，略显金属性。电离能为10.486电子伏特。不溶于普通溶剂中。白磷经放置或在400℃密闭加热数小时可转化为红磷。红磷是红棕色粉末，无毒，密度2.34克/厘米3，熔点59℃，沸点200℃，着火点240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸盐的形式存在，是生命体的重要元素。存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。在含磷化合物中，磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。 元素来源： 单质磷是由磷酸钙、石英砂和碳粉的混合物在电弧炉中熔烧或蒸馏尿而制得。 元素用途： 白磷用于制造磷酸、燃烧弹和烟雾弹。红磷用于制造农药和安全火柴。 元素辅助资料： 西方化学史的研究者们几乎一致认为，磷是在1669年首先由德国汉堡一位叫汉林·布朗德的人发现的。他是怎么样取得磷的呢？一般只是说他是通过强热蒸发尿取得。他在蒸发尿的过程中，偶然地在曲颈瓶的接受器中发现到一种特殊的白色固体，在黑暗中不断发光，称它为kalte feuer（德文，冷火）。 磷广泛存在于动植物体中，因而它最初从人和动物的尿以及骨骼中取得。这和古代人们从矿物中取得的那些金属元素不同，它是第一个从有机体中取得的元素。最初发现时取得的是白磷，是白色半透明晶体，在空气中缓慢氧化，产生的能量以光的形式放出，因此在暗处发光。当白磷在空气中氧化到表面积聚的能量使温度达到40℃时，便达到磷的燃点而自燃。所以白磷曾在19世纪早期被用于火柴的制作中，但由于当时白磷的产量很少而且白磷有剧毒，使用白磷制成的火柴极易着火，效果倒是很好，可是不安全，所以很快就不再使用白磷制造火柴。到1845年，奥地利化学家施勒特尔发现了红磷，确定白磷和红磷是同素异形体。由于红磷无毒，在240℃左右着火，受热后能转变成白磷而燃烧，于是红磷成为制造火柴的原料，一直沿用至今。 是拉瓦锡首先把磷列入化学元素的行列。他燃烧了磷和其他物质，确定了空气的组成成分。磷的发现促进了人们对空气的认识。 磷的拉丁名称phosphorum有希腊文phos（光）和phero（携带）组成，也就是“发光物”的意思，元素符号是P。 另外，我们常说的的“鬼火”是P2H4气体在空气中自动燃烧的现象。 磷,原子序数15,原子量30.973762,元素名来自希腊文，原意是“发光物”。1669年德国科学家布兰德从尿中制得。磷在地壳中的含量为0.118%。自然界中含磷的矿物有磷酸钙、磷辉石等，磷还存在于细胞、蛋白质、骨骼中。天然的磷有一种稳定同位素：磷31。 磷有白磷、红磷、黑磷三种同素异构体。白磷又叫黄磷为白色至黄色蜡性固体，熔点44.1°C，沸点280°C，密度1.82克/厘米³。白磷活性很高，必须储存在水里，人吸入0.1克白磷就会中毒死亡。白磷在没有空气的条件下，加热到260°C或在光照下就会转变成红磷，而红磷在加热到416°C变成蒸汽之后冷凝就会变成白磷。红磷无毒，加热到240°C以上才着火。在高压下，白磷可转变为黑磷，它具有层状网络结构，能导电，是磷的同素异形体中最稳定的。 如果氧气不足，在潮湿情况下，白磷氧化很慢，并伴随有磷光现象。白磷可溶于热的浓碱溶液，生成磷化氢和次磷酸二氢盐；干燥的氯气与过量的磷反应生成三氯化磷，过量的氯气与磷反应生成五氯化磷。磷在充足的空气中燃烧可生成五氧化二磷，如果空气不足则生成三氧化二磷。 约三分之二的磷用于磷肥。磷还用于制造磷酸、烟火、燃烧弹、杀虫剂等。三聚磷酸盐用于合成洗涤剂。 磷的简介 磷在生物圈内的分布很广泛，地壳含量丰富列前10位，在海水中浓度属第2类。广泛存在于动、植物组织中，也是人体含量较多的元素之一，稍次于钙排列为第六位。约占人体重的1%，成人体内约含有600-900g的磷。体内磷的85.7%集中于骨和牙，其余散在分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织。它不但构成人体成分，且参与生命活动中非常重要的代谢过程，是机体很重要的一种元素。 磷的发现 关于磷元素的发现，还得从欧洲中世纪的炼金术说起。那时候，盛行着炼金术，据说只要找到一种聪明人的石头——哲人石，便可以点石成金，让普通的铅、铁变成贵重的黄金。炼金术家仿佛疯子一般，采用稀奇古怪的器皿和物质，在幽暗的小屋里，口中念着咒语，在炉火里炼，在大缸中搅，昭思慕想寻觅点石成金的哲人石。1669年，德国汉堡一位叫布朗特（Brand H）的商人在强热蒸发人尿的过程中，他没有制得黄金，却意外地得到一种像白蜡一样的物质，在黑暗的小屋里闪闪发光。这从未见过的白蜡模样的东西，虽不是布朗特梦寐以求的黄金，可那神奇的蓝绿色的火光却令他兴奋得手舞足蹈。他发现这种绿火不发热，不引燃其它物质，是一种冷光。于是，他就以“冷光”的意思命名这种新发现的物质为“磷”。磷的拉丁文名称Phosphorum就是“冷光”之意，它的化学符号是P，它的英文名称是Phosphorus。 食物来源 磷在食物中分布很广，无论动物性食物或食物性食物，在其细胞中，都含有丰富的磷，动物的乳汁中也含有磷，所以磷是与蛋白质并存的，瘦肉、蛋、奶、动物的肝、肾含量都很高，海带、紫菜、芝麻酱、花生、干豆类、坚果粗粮含磷也较丰富。但粮谷中的磷为植酸磷，不经过加工处理，吸收利用率低。 代谢吸收 磷的吸收部位在小肠，其中以十二指肠及空肠部位吸收最快，回肠较差。磷的吸收分为通过载体需能的主动吸收和扩散被动吸收两种机制。磷的代谢过程与钙相似，体内的磷平衡取决于体内和体外环境之间磷的交换。磷的主要排泄途径是经肾脏。未经肠道吸收的磷从粪便排出，这部分平均约占机体每日摄磷量的30%，其余70%经由肾以可溶性磷酸盐形式排出，少量也可由汗液排出。 生理功能 1.构成骨骼和牙齿。 2.磷酸组成生命的重要物质，促进成长及身体组织器官的修复。 3.参与代谢过程，协助脂肪和淀粉的代谢，供给能量与活力。 4.参与酸碱平衡的调节。 需要人群 甲状腺功能亢进的人需要补充磷质。 生理需要 成人适宜摄入量为700mg/d。 过量表现 骨质疏松易碎、牙齿蛀蚀、各种钙缺乏症状日益明显、精神不振甚至崩溃，破坏其他矿物质平衡。高磷血症。 缺乏症 1.磷质缺乏会导致佝偻病和牙龈溢脓等疾患。 2.缺磷会使人虚弱，全身疲劳，肌肉酸痛，食欲不振。 摄取提示 因为人类食物中含有丰富的磷，故人类营养性的磷缺乏很少见，中国人不缺乏，已经过量并干扰钙的吸收。 物理性质 状态：软的白色蜡状固体，棕红色粉末或黑色固体。 熔 点(℃): 44.3 沸 点(℃): 280 密度(g/cc，300K): 1.82 比 热/J/gK : 0.77 蒸发热/KJ/mol : 12.129 熔化热/KJ/mol: 0.657 导电率／106/cm : 1.0E-17 导热系数／W/cmK: 0.00235 地质数据 丰 度 滞留时间/年: 100000 太阳(相对于 H=1×1012): 3.16 × 105 海水中/p.p.m. 地壳/p.p.m.: 1000 大西洋表面: 0.0015 太平洋表面: 0.0015 大西洋深处: 0.042 太平洋深处: 0.084 生物数据 人体中含量 肝/p.p.m.: 3 - 8.5 器官中: 肌肉/p.p.m.: 3000 - 8500 血/mg dm-3 : 345 日摄入量/mg: 900 - 19000 骨/p.p.m.: 67000 - 71000 人(70Kg)均体内总量/g: 780

在现如今的新型材料行业，石墨烯一直备受关注，乃至被称作电子设备的将来。近些年，具备众多出色特性的新型材料黑磷发展潜力迅速，有希望与石墨烯一争胜负。

中科院深圳市优秀技术性研究所，研究者喻学锋与暨南大学专家教授陈填烽等协作，制取出黑磷/氧化铋异质结，可完成恶性肿瘤的协作肿瘤放疗。

喻学锋告知《中国科学报》新闻记者：“大家团队一直秉持那样的核心理念，作出产业界认同的技术性。”

短短的2年，喻学锋团队的9项黑磷专利发明以2500万余元完成产业发展出让，并与中国磷化工行业龙头兴发集团协作开创湖北省中科墨磷高新科技有限责任公司，还得到兴发集团2500万余元横着经费预算，建立了二维黑磷协同试验室。

重新开始

37岁的喻学锋做出了人生道路中一个关键决策，舍弃武大副教授职称的真实身份南进深圳市。是啥促进他做出那样的决策呢？

“在中国香港做访问学者时，我的老师是香港城市大学朱剑豪专家教授，他40岁前一直日常生活在国外，并变成一位取得成功的创业者。之后因香港城大的基本建设必须，他返回中国香港重新开始。”喻学锋从老师的身上看到了一种坚定信念、勇于挑战的精神实质。

喻学锋在武大学习培训工作中了16年，“假如再次留到那边，将来能够 预料，便是感觉少了点挑战和刺激性。”中国香港的访学历经为他打开了一扇新的窗子，这时候，他关心到深圳市。“深圳先进院是一个新式的科研院所，给科学研究团队高昂往上的驱动力。”恰好是这类灵便、因势而变的科学研究气氛吸引住了他，因此他添加深圳先进院，并建立了微生物医用材料与页面研究所。

挖掘“黑金版”

当喻学锋信心从业黑磷科学研究时，黑磷还尚是“埋在沙子下未被挖掘的黑金版”。那时，国际性上也已开始关心这类新型材料。“但只是一年，它就快速飙升为受欢迎新型材料。大家刚好是在大伙儿都还没意识到时，就逐渐从业黑磷科学研究，并掌握国际热点。”

因为一开始就看准应用技术的科学研究，喻学锋团队早已把握了相对性完善的黑磷制取和页面管控技术性。团队在国际性上首先创建了新式有机化学液相传送和高效液相化工厂制取技术性，完成了黑磷结晶、黑磷烯和量子点技术的宏量制取并产生系列产品功能性商品；首先创建了有机化学孤电子对、正离子夹杂和缺点修补技术性，解决了黑磷可靠性难点，并完成了性能优化和运用扩展。

这支团队的产业发展速率也在国际性上一步步领跑。在大伙儿刚意识到黑磷是受欢迎原材料时，她们早已逐渐促进技术性完成产业发展。“自小试到小试，再到规模性制取，大家将学术研究和运用深层次融合，对黑磷的了解慢慢升高到更高端。”喻学锋表明。

深圳先进院优良的研究成果产业发展服务平台，也是那股“瞬时速度”的关键要素。

科技人员常常更新成效，深圳先进院都是会为研究成果方案策划报道；有兴趣的公司可以根据网上、线下推广意见反馈要求；与此同时，运用内部CRM系统软件精确挑选公司，机构线下推广盛典洽谈会等；直至最终的项目投资商谈，深圳先进院都是会在科技人员和公司中间持续“商谈”，正确引导大伙儿一同想象新技术应用的可应用领域。

喻学锋与湖北省兴发集团间的协作，最开始恰好是来源于深圳先进院为黑磷成效举办的盛典洽谈会。根据成效、销售市场、产业链、优秀人才、宣传策划等自主创新资源的大协作，深圳先进院创建起了科技人员与产业界间多层面的详细保障体系，将黑磷等前沿科技送上产业链的“摆渡”。

深圳先进院的产业发展控股子公司深圳市中科优秀资本管理有限责任公司与湖北省兴发集团、重庆市中科渝矿创业孵化器有限责任公司，三方决策一同项目投资建立湖北省中科墨磷高新科技有限责任公司。

针对湖北省兴发集团，喻学锋拥有自身的情结：“我是湖北人，根据数次触碰，这个湖北企业的老总李国璋和运营团队的理想和远见卓识触动了我，促使了协作。时候大家还将做高效益的新产品开发，例如生物技术、软性电子元器件、复合型金属催化剂等。”

得到认同

喻学锋团队紧紧围绕新式二维材料黑磷进行了系列产品科学研究工作中，依次在《自然通讯》《先进材料》《德国应用化学》等国际性权威性学术期刊论文发表30数篇，10篇毕业论文评为期刊封面文章内容，7篇毕业论文被评选为ESI高被引论文，并应邀在原材料行业的权威性学术期刊《材料科学与工程—报告》内以封面图小故事发布黑磷具体描述。

但对她们来讲，毕业论文大量地是为了更好地“广而告之”。喻学锋告知《中国科学报》新闻记者，“论文发表并不是目地，只是一个全过程。大家最先必须让他人了解我们在干什么，而且获得技术性层面的认同。毕业论文便是非常好的证实和宣传策划，让同行业和产业界见到、了解并寻找大家”。

在他眼里，发论文是连接产业界的公路桥梁，而不是科学研究团队的唯一工作中。喻学锋一直那样劝诫团队组员：“被产业界认同是大家从业应用科学科学研究的关键总体目标，要作出产业界认同的技术性。”

在这里核心理念下，喻学锋团队还积极主动推动有关技术性的产业发展过程，依次申请办理了黑磷有关专利发明30多种，团队制取的黑磷产品系列获中国全球高新科技成效展销会出色商品奖，喻学锋也因而得到了我国产学研用研究会授予的我国产学研合作成果奖、中国科技发展新势力人物奖、中科院广东省院区杰出青年生物学家奖等奖赏，他的名字也发生在2017年“广东省特支方案”自主创新高层次人才的公示公告名册里。

追忆在深圳先进院拼搏的4年，喻学锋从最开始一名任教很多年的象牙之塔专家教授，发展为现如今与黑磷产业发展发展趋势相辅随的业内知名科研工作者，深有感触。

他说道：“深圳先进院十分善于挖掘优秀人才的特性并多方面塑造，广东针对高新科技与产业链自主创新、针对优秀人才的适用幅度，也促使这片自主创新热土充斥着高昂士气。”喻学锋也期待，青年人科技人员能把握当今我国“高新科技快速增长期”的很好机会，搞好学科建设。