22268.mos2基范德華異質結光催化劑的第一性原理研究

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，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發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經費或實驗室的資助，在()實驗室完成。(請在以上括號內填寫課題或課題組負責人或實驗室名稱，未有此項聲明內容的，可以不作特別聲明。)1如勱摘要摘要近年來，利用

2、太陽能的半導體光催化技術制備氫氣在科學和工業(yè)領域得到了廣泛關注。二維材料二硫化鉬(MoS2)因具有優(yōu)異的電子性能、光學性能、機械性能及熱學性能，在光催化制氫領域具有很好的應用前景。然而，二硫化鉬需要共催化劑才能實現在太陽光下光催化水分解制備氫氣，而構建二硫化鉬基異質結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基范德華異質結的晶體結構、電子結構、

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

4、過研究四種最穩(wěn)定結構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)定結構的范德華異質結的電子結構，發(fā)現只有MoS2腳N(QI如范德華異質結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)范德華異質結的光催化性能研究表明，相比于其他光催化劑，MoS刪(GaM范德華異質結可以在不同層的表面產生氫氣和氧氣。在光催化過程中，光激發(fā)電子從舢N(GaN)轉移至MoS2，