范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑的第一性原理研究

定　價：￥68.00

作　者：	許梁，李權(quán)，陳銅，王玲玲，羅昕
出版社：	中南大學出版社
叢編項：	江西理工大學清江學術(shù)文庫
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787548743675	出版時間：	2021-08-01	包裝：
開本：	16開	頁數(shù)：	190	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本研究成果著力于解決以上關(guān)鍵科學問題，以高通量計算構(gòu)建科學可行的范德華異質(zhì)結(jié)為前提。以促進其光生電子和空穴定向轉(zhuǎn)移與提高光催化反應量子效率為主線，基于密度泛函第一性原理計算和玻爾茲曼理論，從結(jié)構(gòu)封裝、官能團吸附或雜質(zhì)態(tài)、多相或混合維度三方面入手，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能優(yōu)異、高效率催化劑的理論構(gòu)建，建立了有效調(diào)控光催化過程的新原理。其中，結(jié)構(gòu)封裝，力圖解決外界環(huán)境因素對催化活性的干擾問題；官能團吸附或雜質(zhì)態(tài)模型，力圖從反應機理上擴展對自由基的利用；多相或混合維度設(shè)計，力圖解決電子和空穴定向轉(zhuǎn)移的快慢問題，實現(xiàn)光催化產(chǎn)氫時界面、相和維度等的高效協(xié)同作用。本書研究設(shè)計了大量的范德華異質(zhì)結(jié)光催化實驗，建立相應的材料基因數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了可控的界面效應和光催化反應量子效率的目標，在光催化劑的模型構(gòu)建方法和理論體系上有了重大突破。本書為推動光催化科學發(fā)展、范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑在太陽能產(chǎn)氫的實際應用，提供了重要理論指導和數(shù)據(jù)模型支撐。本書共設(shè)置十章內(nèi)容，系統(tǒng)介紹了范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑的理論構(gòu)建與活性增強機理。

作者簡介

暫缺《范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑的第一性原理研究》作者簡介

圖書目錄

第1章范德華異質(zhì)結(jié)
1.1 引言
1.2 二維材料概述
1.3 二維材料的應用
1.3.1 傳感器領(lǐng)域
1.3.2 儲能和新型顯示領(lǐng)域
1.3.3 半導體材料光電領(lǐng)域
1.3.4 光催化領(lǐng)域
1.3.5 生物醫(yī)學領(lǐng)域
第2章第一性原理計算方法
2.1 多粒子體系的第一原理
2.1.1 絕熱近似
2.1.2 Hartree-Fock近似
2.2 密度泛函理論
2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
2.2.2 Kohn-Sham方程
2.3 常用的交換關(guān)聯(lián)泛函
2.3.1 局域密度近似
2.3.2 廣義梯度近似
2.3.3 贗勢
2.3.4 雜化密度泛函
2.4 密度泛函理論的應用
2.4.1 物理學：強相關(guān)體系
2.4.2 化學：弱作用體系
2.4.3 分子電子學：輸運性質(zhì)
2.4.4 光譜學：激發(fā)態(tài)和外場
第3章二維石墨烯／Ag3PO4體材料的范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
3.1 引言
3.2 計算模型與方法
3.3 結(jié)果分析與討論
3.3.1 幾何結(jié)構(gòu)
3.3.2 能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度
3.3.3 電荷轉(zhuǎn)移和機理分析
3.3.4 光學性質(zhì)
3.4 本章小結(jié)
第4章二維g-C3N4／還原氧化石墨烯范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
4.1 引言
4.2 計算方法
4.3 結(jié)果分析與討論
4.3.1 g-C3N4及g-C3N4／GR復合異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)
4.3.2 g-C3N4／RGO復合異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)
4.3.3 電荷密度差和光催化性能增強的機理分析
4.3.4 光學性質(zhì)和光催化分解水過程
4.4 本章小結(jié)
第5章零維C60／二維g-C3N4范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
5.1 引言
5.2 計算方法
5.3 結(jié)果分析與討論
5.3.1 g-C3N4單層和C60分子的結(jié)構(gòu)特征和電子性質(zhì)
5.3.2 C60／g-C3N4復合異質(zhì)結(jié)的構(gòu)型和電子結(jié)構(gòu)
5.3.3 N2原子對界面相互作用的影響
5.3.4 C60／g-C3N4異質(zhì)結(jié)光催化性能
5.3.5 C60／g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)型平面夾角變化對其光催化性能的影響
5.4 本章小結(jié)
第6章二維硫化鉬一石墨烯基三元多層范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
6.1 引言
6.2 計算方法
6.3 結(jié)果分析與討論
6.3.1 二維多層異質(zhì)結(jié)界面處的電荷轉(zhuǎn)移
6.3.2 二維多層復合異質(zhì)結(jié)的電子結(jié)構(gòu)
6.3.3 二維多層復合異質(zhì)結(jié)的靜電勢
6.3.4 二維多層復合異質(zhì)結(jié)的光學特性
6.3.5 電場對二維多層復合異質(zhì)結(jié)電子性質(zhì)的調(diào)控
6.3.6 GR／MoS3基多層異質(zhì)結(jié)普適特性
6.4 本章小結(jié)
第7章 CeO：半導體／氧化還原石墨烯范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑：官能團
調(diào)控作用
7.1 引言
7.2 計算模型與方法
7.3 結(jié)果分析與討論
7.3.1 CeO2／石墨烯復合材料
7.3.2 CeO2／高度還原氧化石墨烯復合材料
7.3.3 界面電荷轉(zhuǎn)移和機理分析
7.3.4 雜化密度泛函計算
7.3.5 TiO2和Ag3PO4與高度還原氧化石墨烯復合材料
7.4 本章小結(jié)
第8章 hBN／MoS2范德華異質(zhì)結(jié)：外場對范德華異質(zhì)結(jié)性能的調(diào)控
8.1 引言
8.2 計算方法
8.3 結(jié)果分析與討論
8.3.1 n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性
8.3.2 n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)的能帶帶隙隨電場的變化關(guān)系
8.3.3 n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)的能帶隨電場變化的機制
8.3.4 電場對n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)界面特性的影響
8.3.5 n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)中電場可調(diào)的直接與間接帶隙的機制探討
8.4 本章小結(jié)
第9章寬禁帶半導體SiC／MoS2層狀范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
9.1 引言
9.2 理論與模型
9.3 結(jié)果與討論
9.4 結(jié)論
第10章二維層狀非金屬SiC／g-C3N4范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
10.1 引言
10.2 理論與模型
10.3 結(jié)果與討論
10.3.1 單獨的兩個組分
10.3.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
10.3.3 幾何結(jié)構(gòu)
10.3.4 電子和光學性質(zhì)
10.3.5 界面屬性
10.3.6 制氫的光催化活性
10.4 結(jié)論