Photocatalytic activity of MoS2 with water monolayers: Global optimization

分解水 化学物理 单层 材料科学 偶极子 带隙 水二聚体 氢键 电子能带结构 分子物理学 光催化 带偏移量 分子 化学 纳米技术 光电子学 凝聚态物理 物理 催化作用 有机化学 价带 生物化学
作者
Yachao Zhang
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:157 (18): 184703-184703 被引量:5
标识
DOI:10.1063/5.0123684
摘要

Atomically thin MoS2 has emerged to be promising for photocatalytic water splitting benefiting from its suitable geometrical and electronic structure for light harvesting. A better understanding of how water molecules affect the band edge levels of MoS2 is critical for promoting the interfacial reactivity. Here, we determine the structures of water monolayers on MoS2 using global optimizations achieved by molecular dynamics in combination with local minimization. It is shown that cyclic water clusters are formed on a surface through a hydrogen-bonding network. The absolute band edge positions are explored taking into account the derivative discontinuity of the exchange–correlation functional. Shifts in band edges are observed with the increase in H2O coverage, while bandgaps tend to be slightly decreased. In particular, the band alignment relative to water redox potentials has been investigated in detail. We find that the dimer configuration is likely to suppress the hydrogen evolution reaction (HER), while the polygon clusters lift the conduction band by 0.2–0.7 eV, and thus, they would enhance HER. This effect is explained in terms of the linear dependence of the band edge offset on an interface electric dipole arising from water assemblies.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
研友_VZG7GZ的应助被昏睡的映易采纳,获得10
刚刚
1秒前
滴滴答答的应助被Z_butterfly采纳,获得10
1秒前
顶刊相见完成签到,获得积分10
1秒前
鸢也完成签到,获得积分10
1秒前
无限自中发布了新的文献求助10
2秒前
55完成签到,获得积分10
2秒前
奋斗的铅笔完成签到 ,获得积分10
2秒前
学术雷锋的应助被刘大壮采纳,获得10
2秒前
smiler488发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
害羞只赢发布了新的文献求助30
4秒前
CipherSage的应助被小暴采纳,获得30
4秒前
小叙完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
stt完成签到,获得积分10
4秒前
蓝莓发布了新的文献求助10
5秒前
小王完成签到 ,获得积分10
5秒前
和璨完成签到,获得积分10
6秒前
lllllll完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
滴滴答答的应助被英吉利25采纳,获得10
6秒前
英俊的铭的应助被大白馒头采纳,获得10
7秒前
小狗便利店完成签到,获得积分10
7秒前
wk完成签到,获得积分10
7秒前
Eason发布了新的文献求助10
8秒前
文献看完了吗完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
山茶花开完成签到,获得积分10
9秒前
kmd完成签到,获得积分10
10秒前
Sirius完成签到,获得积分10
10秒前
Ailan发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
mingpu完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
FashionBoy的应助被制作采纳,获得30
11秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Mathematical models in hydrology 500
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8078641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9495791
关于积分的说明 21390052
捐赠科研通 7646920
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400730
关于科研通互助平台的介绍 2530129
邀请新用户注册赠送积分活动 2439456