近日，昆明理工大学化学工程学院磷化工团队梅毅教授、朱远蹠副教授围绕具有抗愈合磷空位和稳定碘位点可重复使用的碲掺杂锡磷碘催化剂用于高效黑磷生长的最新研究成果“Reusable Te-Doped Sn-P-I Catalysts With Anti-Healing P Vacancies and Stable I Sites for Efficient Black Phosphorus Growth”在工程技术-材料科学领域学术期刊small上发表。

黑磷在多个邻域表现出巨大的运用前景，但其高效合成取决于催化剂的活性和稳定性的研究。Sn-P-I三元络合物被认为是具有潜力的黑磷制备催化剂，然而其完整结构存在催化活性低、易失活以及催化机制不清晰等问题，此外，针对催化剂本征活性的调控以及失活催化剂的再活化方法尚无研究报道。

基于此，磷化工团队设计了一种掺杂碲（Te）策略，合成了高效且稳定的Te 掺杂 Sn-P-I 催化剂（Te-Sn-P-I）。研究表明，掺杂Te后形成了Sn-Te 键使得Te-Sn-P-I结构生成抗修复的磷空位，大幅提高了催化活性位点，同时由于Te较低的电负性有效抑制了碘的流失，从而显著提升了催化活性和循环稳定性。优化后的 Te-Sn-P-I 催化剂将黑磷的总反应时间从15h缩短至仅需45min，黑磷产率高达96.7%。此外，开发出采用碘蒸气活化的方式重新激活失活Te-Sn-P-I的催化活性，该再生过程能实现催化活性的100%恢复，使催化剂的使用寿命提升至34次循环。进一步提出了Te-Sn-P-I结构中P空位和碘位点作为两个关键活性位点，揭示了P空位和碘位点协同催化黑磷生长的作用机制。这些发现为黑磷的形成机制提供了新见解，有助于推动高效且低成本黑磷催化剂的合理设计。

论文的第一作者为磷化工团队博士研究生赵俊平，通讯作者为磷化工团队梅毅教授、朱远蹠副教授。该研究工作得到了国家自然科学基金（22478170）、云南省重大科技专项（202402AF080004）、云南省基础研究项目（202301AT070796）、云南省磷化工节能与新型磷材料重点实验室（202205AG070067）、云南省磷资源技术创新中心（202305AK340002）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202502856