22268.mos2基范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑的第一性原理研究

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在()實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)1如勱摘要摘要近年來，利用

2、太陽能的半導(dǎo)體光催化技術(shù)制備氫氣在科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。二維材料二硫化鉬(MoS2)因具有優(yōu)異的電子性能、光學(xué)性能、機械性能及熱學(xué)性能，在光催化制氫領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。然而，二硫化鉬需要共催化劑才能實現(xiàn)在太陽光下光催化水分解制備氫氣，而構(gòu)建二硫化鉬基異質(zhì)結(jié)是提供共催化的有效方法，可以有效地提高光催化效率，對光催化材料領(lǐng)域的研究有重要意義。本文采用基于密度泛函理論的第一性原理方法，對MoS2基范德華異質(zhì)結(jié)的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、

3、光催化性能等展開了系統(tǒng)的研究。論文主要內(nèi)容如下：(一)尋找?guī)追N可能與單層MoS2構(gòu)成范德華異質(zhì)結(jié)的單層材料，使用基于密度泛函的第一性原理計算方法，研究它們的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)單層MoSe2、WS2、燦N、GaN晶格常數(shù)與單層MoS2具有較小的錯配度，可以與單層MoS2構(gòu)成范德華異質(zhì)結(jié)。據(jù)此，構(gòu)建了四種MoS2基范德華異質(zhì)結(jié)，發(fā)現(xiàn)這些范德華異質(zhì)結(jié)都有幾種不同的結(jié)構(gòu)，通過研究它們的結(jié)合能，分別確定了四種范德華異質(zhì)結(jié)的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。通

4、過研究四種最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形成能和層與層之間的鍵能，證實了它們都是能量穩(wěn)定的并且具有范德華鍵合屬性。(二)研究了四種最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的范德華異質(zhì)結(jié)的電子結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)只有MoS2腳N(QI如范德華異質(zhì)結(jié)是適合作為在可見光下光催化水分解制氫的高效催化劑。對MoS2／AlN(GaN)范德華異質(zhì)結(jié)的光催化性能研究表明，相比于其他光催化劑，MoS刪(GaM范德華異質(zhì)結(jié)可以在不同層的表面產(chǎn)生氫氣和氧氣。在光催化過程中，光激發(fā)電子從舢N(GaN)轉(zhuǎn)移至MoS2，