低維半導體材料光解水制氫性能

目\t錄
第一章\t緒\t論\t1
1．1\t半導體光催化分解水制氫\t1
1．2\t二維半導體材料光催化劑\t2
1．2．1\t二維半導體材料光催化劑現狀\t2
1．2．2\t調控光催化性能的途徑\t4
1．3\t模擬計算在光解水催化劑設計中的應用\t7
參考文獻\t8
第二章\t材料的第一性原理物性計算\t13
2．1\t密度泛函理論基本原理\t13
2．1．1\t密度泛函理論\t13
2．1．2\t交換相關能量泛函\t15
2．1．3\tVASP軟件簡介\t16
2．2\t物性計算\t17
2．2．1\t激子結合能和電偶極矩\t17
2．2．2\t帶邊電位\t17
2．2．3\t載流子遷移率\t18
2．2．4\t空位形成能\t18
2．2．5\t摻雜形成能\t19
2．2．6\t異質結形成能和成鍵能\t19
2．2．7\t太陽能轉化成氫能效率\t19
2．2．8\t自由能差\t20
參考文獻\t22
第三章\t金原子吸附的氧化石墨烯光催化性能的理論研究\t25
概述\t25
3．1\t研究背景\t25
3．2\t研究方法\t27
3．3\t研究結果與討論\t27
3．4\t結論\t35
參考文獻\t35
第四章\t硫化鎘納米管光催化性能的理論研究\t41
概述\t41
4．1\t研究背景\t41
4．2\t研究方法\t42
4．3\t研究結果與討論\t43
4．3．1\t六角形平面CdS單層\t43
4．3．2\tCdS納米管\t45
4．3．3\tCdS納米管平面異質結\t52
4．4\t結論\t55
參考文獻\t55
第五章\t一維藍磷納米管光催化性能的理論研究\t60
概述\t60
5．1\t研究背景\t60
5．2\t研究方法\t62
5．3\t研究結果與討論\t63
5．3．1\t二維六角BP單層\t63
5．3．2\t藍磷納米管\t66
5．4\t結論\t75
參考文獻\t76
第六章\t二維異質結GeS/WS2作為“Z”型光催化材料的理論研究\t82
概述\t82
6．1\t研究背景\t82
6．2\t研究方法\t85
6．3\t研究結果與討論\t86
6．3．1\tGeS/WX2(X=O，S，Se，Te)vdW異質結的
電子結構\t86
6．3．2\t孤立的GeS和WS2單層的結構和電子特性\t87
6．3．3\tGeS/WS2異質結的結構和電子特性\t89
6．3．4\tGeS/WS2異質結的光催化分解水活性\t92
6．3．5\tGeS/WS2異質結的催化穩(wěn)定性\t95
6．4\t結論\t97
參考文獻\t97
第七章\tgC3N4/MoS2分解水光催化劑中用于界面電荷轉移的
金屬高速通道\t107
概述\t107
7．1\t研究背景\t107
7．2\t研究方法\t109
7．3\t研究結果與討論\t110
7．3．1\t孤立的MoS2和gC3N4單層\t110
7．3．2\tgC3N4/MoS2范德華異質結\t112
7．3．3\t由合適的金屬構建的界面高速電荷傳輸通道\t116
7．4\t結論\t122
參考文獻\t122
第八章\tJanus WSSe單層：一種優(yōu)良的全解水光催化劑\t128
概述\t128
8．1\t研究背景\t128
8．2\t計算方法\t129
8．3\t研究結果與討論\t130
8．3．1\tWSSe單層的幾何結構和電子結構\t130
8．3．2\tJanus WSSe單層的光催化性能\t132
8．3．3\t水分解的表面氧化還原反應\t136
8．4\t結論\t144
參考文獻\t144
第九章\t單組分Janus過渡金屬二硫族化物基光催化分解水催化劑\t150
概述\t150
9．1\t緒論 \t150
9．2\tJanus TMDCs的實驗性合成\t152
9．3\t水分子的吸附\t153
9．4\t太陽光的利用\t155
9．5\t電荷分離和傳輸\t158
9．6\t表面化學催化反應\t160
9．7\t結論和展望\t161
參考文獻\t162
第十章\t二維Janus vdW異質結材料光解水催化劑\t168
概述\t168
10．1\t緒論\t168
10．2\tJanus異質結材料的合成和結構穩(wěn)定性\t170
10．3\tJanus異質結材料的基本屬性\t171
10．3．1\t電子結構\t171
10．3．2\t光學特性\t174
10．4\tJanus異質結材料在光催化全解水領域的應用\t176
10．5\t結論和展望\t177
參考文獻\t180
第十一章\t二維鐵電材料AgBiP2Se6單層光解水催化性質的探索\t192
概述\t192
11．1\t研究背景\t192
11．2\t計算方法\t194
11．3\t研究結果與討論\t194
11．3．1\t幾何結構、電子結構和光吸收\t194
11．3．2\t能帶排列\(zhòng)t199
11．3．3\t能量轉換效率\t201
11．3．4\t水分子吸附\t202
11．3．5\t氧化還原機理\t204
11．4\t結論\t208
參考文獻\t209
附錄\t符號表\t216