MoS2/SnS2异质结催化性能增强的第一性原理研究
2021-04-01申猛陈昌兆张劲松
河南科技学院学报(自然科学版) 2021年2期
关键词:结构
申猛,陈昌兆,张劲松
(安徽理工大学力学与光电物理学院,安徽淮南232001)
二维层状材料因其独特的性能和潜在的应用而引起人们的广泛关注,如石墨烯,石墨氮化碳(g-C3N4),过渡金属二卤化合物(如MoS2、SnS2和WS2),由于其独特的几何和电子结构,已被考虑在催化,光电子,储能和传感等领域具有潜在的应用.在这些二维结构中,强平面耦合和弱范德华相互作用促进了新功能和器件的实现,同时具有良好的光催化和电催化活性[1].与二维过渡金属氧化物相比,二维金属硫化物具有更好的优点,如带隙窄(低至1.8 eV),太阳能利用效率高,载流子迁移率高,这都有利于载流子的传输,从而具有更好的催化性能.过渡金属硫化物中的MoS2具有独特的二维层状结构,具有良好的热稳定性和化学稳定性,在储氢和催化等领域具有重要的潜在价值[2-3].二硫化钼固体是一种间接带隙半导体材料,带隙的宽度为1.29 eV[4].单层MoS2是一种直接带隙半导体材料,带隙宽度为1.8 eV[5],是一种新型的二维分层化合物,属于六方体系,MoS2由于具有良好的光学性能和催化性能而被广泛的研究.在单层MoS2晶体结构中,Mo原子与S原子之间以及Mo原子与Mo原子之间形成共价键,是一种“三明治”结构,层间的相互作用受范德华力的约束[6-7].但是它的电子-空穴复合效率高,进而导致光催化性能较低.因此,有必要通过改进技术来抑制MoS2材料中电子-空穴的复合,进而提高光催化性能.
在材料性能改进方面许多学者也进行过深入研……
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