黑磷(BP),作为一种p型层状半导体材料,层间由范德华力堆垛而成。对二维层状黑磷的广泛研究始于其在场效应晶体管中的成功应用,由于二维黑磷纳米片新奇的光电特性,人们已进行了广泛的探索研究。然而,通过机械剥离方法制备的二维材料黑磷纳米片,其干净的表面暴露在空气中会和水、氧反应发生降解,这成为实现商业化应用的主要障碍。考虑到通过机械剥离方法制备的黑磷的快速降解的弊端,本文通过一系列的表面张力不同的溶液剥离黑磷,从而得到大量的黑磷纳米片。通过探测不同黑磷纳米片的稳定性,在所选择的溶液剥离的黑磷纳米片当中,γ-丁内酯剥离的BP-GBL纳米片降解最快,丙酮剥离的BP-ACT纳米片降解最慢,异丙醇剥离的BP-IPA纳米片降解速度在两者之间。根据不同溶液剥离的黑磷纳米片的不同特性,大量且成分不同的溶剂分子或官能团附着在层状黑磷表面,本文扩宽了液相剥离黑磷纳米片的应用范围,如固态超级电容器、阻变式存储器和微波吸收领域。首先,与二维材料石墨烯和过渡金属硫化物类似,黑磷可应用在电化学储能领域中。由丙酮剥离的黑磷纳米片可作为电极材料,在充放电过程中堆垛的层状结构有利于离子的吸附和脱附。这一基于二维层状黑磷的新型固态超级电容器:展现了高电容(13.75 F/cm~3);良好的稳定性和长循环性能;高能量密度(2.47 mWh/cm~3)和高功率密度(8.83 W/cm~3)。和三明治结构的石墨烯固态超级电容器相比,二维黑磷的固态超级电容器显示出更加优异的循环性能和更高的能量、功率密度。这些结果显示了液相剥离黑磷纳米片作为电极材料在电化学储能器件的潜在应用。其次,在研究不同溶液剥离的纳米片制备的黑磷薄膜时,发现液相剥离二维层状黑磷由于表面附着的溶剂分子或官能团不同,从而降解程度不同。在空气中暴露,可与吸附的水、氧发生降解反应,生成成分复杂的降解层(TDL)。TDL在铝电极下充当中间绝缘层,制备出了黑磷薄膜柔性阻变式存储器件。器件的开关阈值电压均保持在±2 V之间,高开关比达~3×10~5,开关状态可保持时间长达10~5秒。值得注意的是,将器件在空气中暴露3个月后,实验测试表明,器件依然保持良好的阻变特性,开关比略降低至10~4,显示出了基于液相剥离二维黑磷的阻变式存储器良好的环境稳定性。最后,本文通过简单的自组装过程制备出还原氧化石墨烯/黑磷(rGO/BP)气凝胶。黑磷纳米片均匀的分布在石墨烯三维网络结构中,并且黑磷和石墨烯界面之间存在多种相互作用。和单纯的还原的氧化石墨烯气凝胶相比,rGO/BP气凝胶显示了优异的微波吸收能量,最低反射损耗值为-46.9 dB,对应的样品厚度为2.53 mm。rGO/BP气凝胶微波吸收能力的增强,来源于黑磷纳米片和石墨烯骨架之间的界面相互作用引起的界面极化损耗。