低維納米材料由于維度的降低誘導(dǎo)了豐富的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及催化性質(zhì)等而吸引了科研院所和工業(yè)界的廣泛關(guān)注,但其現(xiàn)有性質(zhì)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前電子器件和能源材料發(fā)展的需要,因此開發(fā)新的材料和基于現(xiàn)有材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)控是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的重要手段。本博士論文主要從具有新奇結(jié)構(gòu)的單層過渡金屬硫?qū)倩铮═MDs）和常見能源催化材料出發(fā),采用第一性原理方法考察原子位置重構(gòu)、缺陷工程、表界面工程、納米結(jié)構(gòu)工程、單原子等手段對材料電學(xué)和電催化性能的影響。本論文主要分成四部分,共五章。第一部分就是第一章,是全文的理論基礎(chǔ),包括密度泛函理論（DFT）,電化學(xué)基本理論和目前處理相變的方法。第二部分是第二和第三章,第二章主要考察原子位置重構(gòu)對二硫化錸（ReS2）結(jié)構(gòu)和性能的影響;第三章是基于二硒化鈀（PdSe2）,通過缺陷工程,原子位置重構(gòu)以及堿金屬（Li,Na,K）在表面遷移等手段豐富了 PdSe2的性質(zhì)及用途。第三部分就是第四章,與實(shí)驗(yàn)結(jié)合,考察表面缺陷工程、納米結(jié)構(gòu)工程、表界面工程與單原子對常見電催化反應(yīng),如氧還原、析氧反應(yīng)、析氫反應(yīng)以及CO2還原性能的影響。第一章是全文的理論基礎(chǔ),主要介紹DFT,電化學(xué)理論基... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１連續(xù)介質(zhì)模型示意圖，摘自ＭＳ模塊中ＤＭＯＬ３部分ＣＯＳＭＯ－ｓｏｌｖａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓ

ｓｏｌｖａｔｅｄ?和?Ｈ－ｓｈｕｔｔｌｉｎｇ?模型，如圖?１．２?所示。在圖?１．２?⑷中?ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｖａｔｅｄ?模型，??加氫反應(yīng)僅是表面吸附的＊Ｈ轉(zhuǎn)移到＊Ａ上，而Ｈ２０分子在沿著反應(yīng)路徑方向呈??現(xiàn)溶劑化吸附態(tài)＊Ａ。圖１．２（ｂ）中，Ｈ－ｓｈｕｔｔｌｉｘｉｇ模型，表面的Ｈ轉(zhuǎn)移到Ｈ２０上，??而Ｈ２０上的Ｈ轉(zhuǎn)移到吸附的＊Ａ上，這種溶液體系的加氫／脫氫反應(yīng)通過Ｇｒｏｔｔｈｕｓｓ??類似的機(jī)理在先前的ＤＦＴ模擬中也報(bào)道過［２２］。對于其中吸附氫位置的選擇，按??照有利于ＴＳ形成的位置來考慮，不影響反應(yīng)能壘。??Ｈ?Ｈ??Ｈ、ｒ／?＼?Ｈ??〇?〇＾Ｈ??ｔ?／??Ｈ＊?Ａ＊?Ｈ＊?Ａ＊??Ｃ－■—Ｃ．—Ｊ??（ａ）?（ｂ）??圖１．２兩種加氫步驟中水幫助的可能模型：（ａ）?ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｖａｔｅｄ模型，（ｂ）?Ｈ－ｓｈｕｔｔｌｉｎｇ模??型，摘自文獻(xiàn)［２３］??１．２．３?過渡態(tài)搜索方法??過渡態(tài)（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ?ｓｔａｔｅ，?ＴＳ）—直是化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)，直接決定著??反應(yīng)的速率，同時(shí)也有助于反應(yīng)機(jī)理的了解，所以ＴＳ的搜索就顯得非常關(guān)鍵，??博士期間的研究主要使用的ＴＳ搜索方法就是基于反應(yīng)物（Ｒ）和產(chǎn)物（Ｐ）的??以及Ｃ１－ＮＥＢ方法１２８－３１】

，中晶格參數(shù)和能量的單位分別是Ａ和ｅＶ。??ＥＮＣＵＴ?ａ?ｂ?ｙ?ＡＥ??４００?ＤＴ－１?６．４１?６．５１?１１８．８４?０．００??ＤＴ－２?５．７３?６．３９?９０．０９?０．０６??Ｔｒｉ?５．７９?５．７９?１２０?０．５４??５００?ＤＴ－１?６．４１?６．５１?１１８．８３?０．００??ＤＴ－２?５．７３?６．３９?９０．０９?０．０６???Ｔｒｉ?５．７９?５．７９?１２０?０．５４??表２．２?ＰＢＥ＋Ｄ３修正對ＤＴ－１，ＤＴ－２和Ｔｒｉ相的結(jié)構(gòu)參數(shù)Ｕ?ｂ，ｙ）和相對能量（ＡＥ響，其中晶格參數(shù)和能量的單位分別是Ａ和ｅＶ。??Ｍｅｔｈｏｄ?ａ?ｂ?ｙ?Ｃ???＾＂ＰＢＥ?ＤＴＡ?６Ａ＼?６＾ｉ?１１８．８４?０．００??ＤＴ－２?５．７３?６．３９?９０．０９?０．０６??Ｔｒｉ?５．７９?５．７９?１２０?０．５４??ＰＢＥ＋Ｄ３?ＤＴ－１?６．３９?６．４９?１１８．８１?０．００??ＤＴ－２?５．７１?６．３７?９０．１２?０．０６???Ｔｒｉ?５．７７?５．７７?１２０?０．５７??我們使用Ｐｈｏｎｏｐｙ?１．７．４軟件，采用有限位移的方法來計(jì)算二維ＲｅＳ２譜【４６］。對于ＤＴ和Ｔｒｉ相分別采用２４ｘ１和３ｘ３ｘ１的超胞。使用正則系綜（的ＢＯＭＤ，采用Ｎ（ｉｅ算法［４７］，３ｘ３ｘ１的超胞從丨〇〇，?２００，?３００，和４００Ｋ溫，時(shí)間步長為１．０?ｆｓ，總的模擬時(shí)間為１?Ｏｐｓ。??


本文編號：3549507