二硫化钼与二维过渡金属碳化物/氮化物（MXenes）范德华异质结的理论计算研究

发布时间：2022-01-14 17:36

　　本论文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,使用投影缀加平面波PAW,Perdew-Burke-Ernzerhof形式的广义梯度近似和修正范德华相互作用的BEEF-vd W函数,研究二维二硫化钼（Mo S2）和二维过渡金属碳化物/氮化物（MXenes）范德华异质结的电催化析氢反应特性。组装二维Mo S2与二维M2XO2,M2XO2中M=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、和W,X=C或N。组装缺陷Mo S2（x）和Mo2CO2（y）,Mo S2（x）指含有硫空位Mo S2,Mo2CO2（y）指含有氧空位Mo2CO2。构建各种范德华异质结,旨在优化异质结界面相互作用以增强异质结中MXenes基面催化析氢反应能力。近年来,使用过渡金属二硫化物作为电化学析氢反应中催化剂的应用迅速增加。丰富的化学成分和一系列MXenes结构使MXenes存在许多潜在应用。MXenes作为电催化剂的应用已经引起科学家的重视。我们通过第一性原理计算证明了组装Mo S2和MXenes范德华异质结可以激活MXenes惰性基面的催化活性。将Mo S2与各种二维纳米结构的MXenes相结合,旨在... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

1.1二硫化钼的结构

2.1MAX和MXene的结构

密排六方位点，顶位位点和桥位位点四种，如图3.1.2.2 所示，在几何优化中驰豫官能团氧原子和 M2X 原子及晶格。通过分别计算它们的吸附形成能，确定体系氧官能团位置。公式为其中 E 是吸附能，EF-MXene是含有官能团 MXene 的能量，EB-MXene是不含官能团MXene的能量，i是官能团种类，Ni是存在的官能团数目，Ei是自由官能团原子的能量。氧原子能量由水分子 H2O 能量和氢气H2能量相减所得。公式为结果列于表一。氧官能团位于立方密堆位置的有：Ta2CO2


本文编号：3588924