半導(dǎo)體光催化劑在可見(jiàn)光的照射下可以分解水制備氫氣,這是解決當(dāng)前能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題的有效途徑。盡管許多理論和實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)合成了眾多的光催化劑,但是產(chǎn)生氫氣的效率依然比較低。近年來(lái),新型的二維（2D）材料表現(xiàn)出了優(yōu)異的物理和化學(xué)性能,為改善光催化性能開(kāi)啟了新的研究思路。其中,構(gòu)建異質(zhì)結(jié)光催化劑可以增強(qiáng)對(duì)可見(jiàn)光的吸收和降低電子和空穴的復(fù)合,極大的提升了光催化性能,這也是當(dāng)前能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文采用第一性原理計(jì)算方法系統(tǒng)研究了新型的2D g-C₃N₄/InSe異質(zhì)結(jié)的電子結(jié)構(gòu)和光催化機(jī)理,應(yīng)變調(diào)控對(duì)單層SiC材料的幾何結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)的影響以及SiC/InSe納米復(fù)合材料的光催化性能。主要研究?jī)?nèi)容總結(jié)如下:2D g-C₃N₄/InSe異質(zhì)結(jié)是一種直接帶隙半導(dǎo)體材料,晶格失配率低于1.5%,形成能為-1.85 eV,具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。異質(zhì)結(jié)禁帶寬度為1.93 eV,對(duì)應(yīng)有較寬的可見(jiàn)光吸收范圍,吸收系數(shù)高達(dá)10⁵ cm^-1。且表現(xiàn)出Ⅱ型能帶對(duì)齊,導(dǎo)帶和價(jià)帶的帶偏置... 

【文章來(lái)源】：內(nèi)蒙古師范大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

半導(dǎo)體光催化劑分解水制備氫氣原理示意圖

第一章 緒論發(fā)掘出了眾多的半導(dǎo)體材料能同時(shí)滿足帶隙和帶邊位料依然很難用以完成光催化裂解水的反應(yīng)過(guò)程，原因生電子和空穴的壽命較短，因?yàn)殡娮雍涂昭◣в挟惙N引作用很快便復(fù)合了，并通過(guò)發(fā)光或者散熱的方式耗較低的載流子遷移率，這也加速了電子-空穴的復(fù)合分半導(dǎo)體材料穩(wěn)定性較差，遇到光照和水后容易分解因此，尋找?guī)逗蛶н呂恢煤线m，電子空穴復(fù)合率低當(dāng)今的研究熱點(diǎn)，并且具有重要的學(xué)術(shù)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)簡(jiǎn)介

a）2D InSe 原子結(jié)構(gòu)，其中黑色和品紅色分別表示六角原胞和（b）六角和正交晶胞的 2D 布里淵區(qū)；單層 InSe 導(dǎo)帶底（c）價(jià)帶頂（d）在 2D 布里淵區(qū)的三維能帶圖[65]。tomic structure of 2D InSe, where black and magenta stand for hexcell and orthogonal supercell, respectively.he 2D Brillouin zones of hexagonal primitive cell and orthogonal suThe three-dimensional band structure of (c) conduction band minimd (d) valence band maximum of monolayer InSe at 2D Brillouin zon異的光電性能決定了其用途的廣泛性，例如 InSe 基場(chǎng)探測(cè)器[68]等。另外，單層 InSe 還具有良好的光催化性用第一性原理計(jì)算，發(fā)現(xiàn)單層 InSe 是帶隙值為 2.83 e良好的光吸收能力，同時(shí)其帶邊位置滿足光催化反應(yīng)的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Silicene on substrates:A theoretical perspective[J]. 鐘紅霞,屈賀如歌,王洋洋,史俊杰,呂勁.  Chinese Physics B. 2015(08)



本文編號(hào)：2981210