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利用太阳光在光催化剂材料的帮助下进行水分解,将太阳能转化为氢能不仅可以解决环境污染问题,而且也符合国家战略发展需要。基于第一性原理理论计算,提出了2种不同构型的二维Janus In_2SSeTe用于光催化水分解,分别简称为Model-I和Model-II。这2种构型的二维Janus In_2SSeTe均拥有优异的晶格动力学和热动力学稳定性。其中,Model-I是一种带隙值为2.20 eV的间接带隙半导体,而Model-II是带隙值为0.64 eV的直接带隙半导体。此外,二维Janus In_2SSeTe中的内建电场有助于其中光生载流子的空间分离,从而减少载流子复合,有利于材料在光催化过程中对光能的有效转化。并且,合适的带边位置以及良好的光吸收能力表明二维Janus In_2SSeTe是一种潜在的可用于水分解的光催化剂。更重要的是,在光照的条件下,析氢反应和析氧反应可以在Model-I构型的二维Janus In_2SSeTe表面自发发生。这些计算结果为二维Janus In_2SSeTe在光催化水分解领域应用提供了理论基础。
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中国材料进展
ISSN: 1674-3962
CN: 61-1473/TG
Year: 2023
Issue: 04
Volume: 42
Page: 296-303
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