【摘 要】
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探寻具有高导电性和高催化活性的析氢反应(HER)催化材料一直是可持续能源发展研究中的热点.Ti2C具有表面活性位点多和优良的力学稳定性、导电性等,已成为潜在的制氢催化剂.然而,终端O修饰Ti2C表面,会降低该材料的导电性,进而限制了电子在价带与导带间的输运.本研究通过Nb掺杂,构建双电层Janus-TiNbCO2,并借助VASP软件研究了Janus-TiNbCO2的能带结构、HER性能和HER反应路径过渡态.结果 表明,Janus-TiNb-CO2为导体材料,其在应力、氧空位缺陷和H*覆盖度的影响下,均表
【机 构】
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绵阳职业技术学院,材料工程系,四川绵阳621000;西南科技大学,材料科学与工程学院,四川绵阳621010;乌普萨拉大学,物理与天文学系,瑞典乌普萨拉SE-75120;西南科技大学,材料科学与工程学院
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探寻具有高导电性和高催化活性的析氢反应(HER)催化材料一直是可持续能源发展研究中的热点.Ti2C具有表面活性位点多和优良的力学稳定性、导电性等,已成为潜在的制氢催化剂.然而,终端O修饰Ti2C表面,会降低该材料的导电性,进而限制了电子在价带与导带间的输运.本研究通过Nb掺杂,构建双电层Janus-TiNbCO2,并借助VASP软件研究了Janus-TiNbCO2的能带结构、HER性能和HER反应路径过渡态.结果 表明,Janus-TiNb-CO2为导体材料,其在应力、氧空位缺陷和H*覆盖度的影响下,均表现出极优异的催化活性,计算获得的最优△GH*值为0.02 eV.H*在Janus-TiNbCO2上可能以Heyrovsky路径进行反应,该路径的迁移能势垒为0.23 eV.Janus-TiNbCO2是一种具有HER应用前景的催化材料.
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