图2. (a) GaN/RGO异质结的俯视图和(b)侧视图。(c)分离的RGO薄片和(d) GaN/RGO异质结的DOSs。(e)计算得到的GaN/RGO异质结能带结构。其LUMO (f)和HOMO (g)的侧视图,等值面值为0.001 e/ Å3。
图3. (a) GaN/RGO异质结AIMD仿真快照俯视图。(b) 3.0 ps时间尺度,室温下分子动力学模拟中自由能的变化(c)计算声子色散谱,水平黑色虚线表示费米能级。
图4. GaN/RGO异质结(a)和SiC/RGO异质结(d)的平面平均电荷密度差随z方向位置的变化曲线。(b) GaN单层和GaN/RGO异质结以及(f) SiC单层和SiC/RGO异质结的光吸收光谱。GaN/RGO异质结(c)和SiC/RGO异质结(e)的三维电荷密度差值为0.034 e/ Å3。
图5. 计算了SiC和GaN单层氢电极的VBM和CBM电位。显示了SiC/RGO异质结和GaN/RGO异质结中载流子的转移和分离。
图6. GaN/RGO异质结中水的光催化分裂产生H2的机理示意图。GaN作为电子汇促进了电子-空穴对的分离,并积累了从光激发RGO注入的电子,用于随后的水还原生成H2。
图7. (a)计算得到的上述GaN/RGO异质结和GaN单层在平衡势下的HER自由能图。(b)计算所得的上述SiC/RGO异质结和SiC单层在平衡势下的HER自由能图。
相关研究成果由江西理工大学能源与机械工程学院Haotian Li等人于2023年发表在Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.susc.2023.122316)上。原文:Rationally designed 2D/2D highly reduced graphene oxide modified wide band gap semiconductor photocatalysts for hydrogen production。
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