面向光催化的类石墨烯MXene材料的计算研究与优化设计

项目名称： 面向光催化的类石墨烯MXene材料的计算研究与优化设计

项目编号： No.21403001

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张海军

作者单位： 安徽大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 三元MAX相碳（氮）化物经特殊物理化学处理得到的二维MXene材料，具备与石墨烯相似的六角几何结构和电子学特性，因而受到研究者的广泛关注。本课题拟通过（杂化）密度泛函、准粒子近似和从头算分子动力学方法，探索表面官能团、外加电场、形貌尺寸等因素对零带隙MXene类石墨烯材料能带结构的影响，尝试打开MXene带隙的可能方法。在以上研究的基础上，着重研究MXene半导体材料在不同表面官能团、几何形貌、元素构成下的相关物性，并深入分析其本征特性受量子尺寸效应和表（界）面效应的影响。最后对MXene半导体用作光催化材料的可行性进行全方位科学论证，遴选、设计出环境稳定性好、电子结构合适、光吸收利用率高、光致激子有效分离的MXene光催化剂，并采用形貌设计、杂质掺杂、量子点负载、半导体复合、电解液环境调控等手段对该系列光催化材料进一步优化，力求寻找到性能突出的新型MXene光催化材料。

中文关键词： MXene类石墨烯；第一性原理；光催化活性；二维材料；

英文摘要： The MXene, 2 dimensional materials from the layered ternary metal cabides, nitrides or carbonitrides, have been widely stuided recently, due to their hexagonal structure and electronic properties comparable to those of graphene. By employing (hybrid) dens

英文关键词： Graphene-like MXene；First-Principles；Photocatalytic Activity；Two-Dimensional Materials；