单质磷完全燃烧生成物，磷单质自然界中存在吗

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本报讯(记者刁)近日，中科院深圳先进技术研究院研究员于雪峰、副研究员王家弘与中科院生态环境研究中心研究员江桂斌、曲广波合作，在国际学术期刊《化学学会评论》上以封面文章的形式发表了一篇总结文章。研究团队系统总结了元素磷材料的发展历史、物理化学性质、合成策略以及可持续能源和环境应用的相关研究，展望了元素磷材料的研究趋势，特别是新同素异形体的预测、特殊物理化学性质的探索、大规模合成和应用优化等关键领域的发展趋势。

元素磷材料独特的多晶型现象在材料科学领域引起了越来越多的关注。本综述系统回顾了历史上从磷的发现到元素磷结构的确定，再到最近基于机器学习的结构搜索，元素磷材料的发现过程。本文总结了白磷、黑磷和无定形红磷等代表性元素磷材料的不同原子结构、丰富的电-声性质、多变的氧化还原活性和稳定性，从理论和实验角度分析了这些物理化学性质的结构来源，并详细讨论了各种元素磷材料之间的异同。

简单磷材料不是天然产物，需要人工合成，高效绿色的合成策略对简单磷材料的发展起着决定性的作用。本文对各种不同维度结构的元素磷材料自上而下或自下而上的合成策略进行了梳理，涵盖了从块状晶体到层状薄片，再到纳米带、量子点等多种形态。同时，论文还简要介绍了为微纳结构开发的掺杂、涂层等功能技术。

近年来，元素磷材料已经出现在能源和环境相关领域的各种应用场景中。首先，元素磷的微纳材料覆盖了从紫外到红外的宽光谱范围，具有明显的富电子特性，因此在水分解、二氧化碳转化、固氮等领域表现出可观的光电和电催化性能。其次，元素磷因其碱金属离子存储量大、电位适中、层间距大，是储氢、碱金属电池、超级电容器等储能器件的重要候选电极材料。此外，元素磷材料在化学分子传感、污染物降解、细菌消毒、土壤修复等领域受到越来越多的关注。

研究人员指出，磷是我国重要的战略矿产资源，发展元素磷材料的新型大规模绿色合成技术和高附加值工业产品具有重要意义。在今后的研究中，不仅要寻找性能更好的简单磷材料和微纳米结构，还要关注它们在环境中的回收和再利用。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1039/D2CS01018F