低维半导体材料光解水制氢性能
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天津和平
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作者鞠林
出版社科学技术文献出版社
ISBN9787518991662
出版时间2023-02
装帧平装
开本其他
定价58元
货号31662575
上书时间2024-12-17
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作者简介
鞠林，男，山东高密人，1987年6月生，中共党员，安阳师范学院特聘教授。以第一作者身份发表SCI收录论文23 篇。主持重量项目两项，省部级项目一项，地厅级项目两项。
目录
目录
第一章绪论1
1.1半导体光催化分解水制氢1
1.2二维半导体材料光催化剂2
1.2.1二维半导体材料光催化剂现状2
1.2.2调控光催化性能的途径4
1.3模拟计算在光解水催化剂设计中的应用7
参考文献8
第二章材料的第一性原理物性计算13
2.1密度泛函理论基本原理13
2.1.1密度泛函理论13
2.1.2交换相关能量泛函15
2.1.3VASP软件简介16
2.2物性计算17
2.2.1激子结合能和电偶极矩17
2.2.2带边电位17
2.2.3载流子迁移率18
2.2.4空位形成能18
2.2.5掺杂形成能19
2.2.6异质结形成能和成键能19
2.2.7太阳能转化成氢能效率19
2.2.8自由能差20
参考文献22
第三章金原子吸附的氧化石墨烯光催化性能的理论研究25
概述25
3.1研究背景25
3.2研究方法27
3.3研究结果与讨论27
3.4结论35
参考文献35
第四章硫化镉纳米管光催化性能的理论研究41
概述41
4.1研究背景41
4.2研究方法42
4.3研究结果与讨论43
4.3.1六角形平面CdS单层43
4.3.2CdS纳米管45
4.3.3CdS纳米管平面异质结52
4.4结论55
参考文献55
第五章一维蓝磷纳米管光催化性能的理论研究60
概述60
5.1研究背景60
5.2研究方法62
5.3研究结果与讨论63
5.3.1二维六角BP单层63
5.3.2蓝磷纳米管66
5.4结论75
参考文献76
第六章二维异质结GeS/WS2作为“Z”型光催化材料的理论研究82
概述82
6.1研究背景82
6.2研究方法85
6.3研究结果与讨论86
6.3.1GeS/WX2(X=O,S,Se,Te)vdW异质结的
电子结构86
6.3.2孤立的GeS和WS2单层的结构和电子特性87
6.3.3GeS/WS2异质结的结构和电子特性89
6.3.4GeS/WS2异质结的光催化分解水活性92
6.3.5GeS/WS2异质结的催化稳定性95
6.4结论97
参考文献97
第七章gC3N4/MoS2分解水光催化剂中用于界面电荷转移的
金属高速通道107
概述107
7.1研究背景107
7.2研究方法109
7.3研究结果与讨论110
7.3.1孤立的MoS2和gC3N4单层110
7.3.2gC3N4/MoS2范德华异质结112
7.3.3由合适的金属构建的界面高速电荷传输通道116
7.4结论122
参考文献122
第八章Janus WSSe单层：一种优良的全解水光催化剂128
概述128
8.1研究背景128
8.2计算方法129
8.3研究结果与讨论130
8.3.1WSSe单层的几何结构和电子结构130
8.3.2Janus WSSe单层的光催化性能132
8.3.3水分解的表面氧化还原反应136
8.4结论144
参考文献144
第九章单组分Janus过渡金属二硫族化物基光催化分解水催化剂150
概述150
9.1绪论 150
9.2Janus TMDCs的实验性合成152
9.3水分子的吸附153
9.4太阳光的利用155
9.5电荷分离和传输158
9.6表面化学催化反应160
9.7结论和展望161
参考文献162
第十章二维Janus vdW异质结材料光解水催化剂168
概述168
10.1绪论168
10.2Janus异质结材料的合成和结构稳定性170
10.3Janus异质结材料的基本属性171
10.3.1电子结构171
10.3.2光学特性174
10.4Janus异质结材料在光催化全解水领域的应用176
10.5结论和展望177
参考文献180
第十一章二维铁电材料AgBiP2Se6单层光解水催化性质的探索192
概述192
11.1研究背景192
11.2计算方法194
11.3研究结果与讨论194
11.3.1几何结构、电子结构和光吸收194
11.3.2能带排列199
11.3.3能量转换效率201
11.3.4水分子吸附202
11.3.5氧化还原机理204
11.4结论208
参考文献209
附录符号表216
内容摘要
近年来，伴随着工业快速发展和人口急剧膨胀，能源短缺和环境污染越发严重。面对这种严峻的形势，开发利用以太阳能为代表的清洁新能源已迫在眉睫。光解水制氢被普遍认为是利用太阳能解决能源危机和环境危机的有效途径。本书介绍了几种低维半导体材料光催化分解水制氢的工作原理，同时根据一些对光催化性能有影响的因素，如带隙，带边位置，活性位点数量，载流子分离等，提出了几种可以用来调控该光催化性能的方法，例如掺杂，施加应力，组建异质结等。
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近年来，伴随着工业快速发展和人口急剧膨胀，能源短缺和环境污染越发严重。面对这种严峻的形势，开发利用以太阳能为代表的清洁新能源已迫在眉睫。光解水制氢被普遍认为是利用太阳能解决能源危机和环境危机的有效途径。本书介绍了几种低维半导体材料光催化分解水制氢的工作原理，同时根据一些对光催化性能有影响的因素，如带隙，带边位置，活性位点数量，载流子分离等，提出了几种可以用来调控该光催化性能的方法，例如掺杂，施加应力，组建异质结等。
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