低維半導(dǎo)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(dǎo)體光催化分解水制氫\t1
1．2\t二維半導(dǎo)體材料光催化劑\t2
1．2．1\t二維半導(dǎo)體材料光催化劑現(xiàn)狀\t2
1．2．2\t調(diào)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(shè)計中的應(yīng)用\t7
參考文獻(xiàn)\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(guān)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(jié)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(zhì)結(jié)形成能和成鍵能\t19
2．2．7\t太陽能轉(zhuǎn)化成氫能效率\t19
2．2．8\t自由能差\t20
參考文獻(xiàn)\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(jié)果與討論\t27
3．4\t結(jié)論\t35
參考文獻(xiàn)\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(jié)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(zhì)結(jié)\t52
4．4\t結(jié)論\t55
參考文獻(xiàn)\t55
第五章\t一維藍(lán)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(jié)果與討論\t63
5．3．1\t二維六角BP單層\t63
5．3．2\t藍(lán)磷納米管\t66
5．4\t結(jié)論\t75
參考文獻(xiàn)\t76
第六章\t二維異質(zhì)結(jié)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(jié)果與討論\t86
6．3．1\tGeS/WX2(X=O，S，Se，Te)vdW異質(zhì)結(jié)的
電子結(jié)構(gòu)\t86
6．3．2\t孤立的GeS和WS2單層的結(jié)構(gòu)和電子特性\t87
6．3．3\tGeS/WS2異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)和電子特性\t89
6．3．4\tGeS/WS2異質(zhì)結(jié)的光催化分解水活性\t92
6．3．5\tGeS/WS2異質(zhì)結(jié)的催化穩(wěn)定性\t95
6．4\t結(jié)論\t97
參考文獻(xiàn)\t97
第七章\tgC3N4/MoS2分解水光催化劑中用于界面電荷轉(zhuǎn)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(jié)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(zhì)結(jié)\t112
7．3．3\t由合適的金屬構(gòu)建的界面高速電荷傳輸通道\t116
7．4\t結(jié)論\t122
參考文獻(xiàn)\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(jié)果與討論\t130
8．3．1\tWSSe單層的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)\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(yīng)\t136
8．4\t結(jié)論\t144
參考文獻(xiàn)\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(shí)驗(yàn)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(xué)催化反應(yīng)\t160
9．7\t結(jié)論和展望\t161
參考文獻(xiàn)\t162
第十章\t二維Janus vdW異質(zhì)結(jié)材料光解水催化劑\t168
概述\t168
10．1\t緒論\t168
10．2\tJanus異質(zhì)結(jié)材料的合成和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性\t170
10．3\tJanus異質(zhì)結(jié)材料的基本屬性\t171
10．3．1\t電子結(jié)構(gòu)\t171
10．3．2\t光學(xué)特性\t174
10．4\tJanus異質(zhì)結(jié)材料在光催化全解水領(lǐng)域的應(yīng)用\t176
10．5\t結(jié)論和展望\t177
參考文獻(xiàn)\t180
第十一章\t二維鐵電材料AgBiP2Se6單層光解水催化性質(zhì)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(jié)果與討論\t194
11．3．1\t幾何結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和光吸收\t194
11．3．2\t能帶排列\(zhòng)t199
11．3．3\t能量轉(zhuǎn)換效率\t201
11．3．4\t水分子吸附\t202
11．3．5\t氧化還原機(jī)理\t204
11．4\t結(jié)論\t208
參考文獻(xiàn)\t209
附錄\t符號表\t216