1. 研究目的与意义（文献综述）

目前能源紧缺问题日益严重，与防治环境污染密切相关的清洁能源的寻找与制造得到了人们的广泛关注。光催化分解水制氢在解决这类问题方面有很大可行性。但当前所研究的光催化材料普遍存在着对可见光吸收能力低，光激发电子—空穴复合速率快，催化剂表面活性位数量较低等问题。光催化效率低、产氢活性不高等问题限制了光催化产氢的发展，研究者提出的相应解决方案，如掺杂、染料敏化、复合半导体及修饰改善光催化剂表面结构等，可一定程度扩大吸收范围，而寻找具有合适的光吸收谱与低电子空穴复合率的光催化剂仍为解决问题的主要方式。

自石墨烯发现以来，二维层状纳米材料因其优异的物理化学性质得到了广泛的关注。二维材料在光催化方面具有两大优点，一是二维材料的带隙能被层数有效的调控，对应被激发的光波长范围也能被调控；二是比表面积大，显著增强光生电子空穴对的分离效率。因此，二维材料在光催化分解水制氢领域具有重要应用价值。在光催化分解水制氢过程中，除了需要合适的带隙和较高的电子空穴对分离效率，还需要降低电子空穴对的复合率，有助于光催化氧化和还原反应效率的提高。通过第一性原理计算，我们可以寻找和设计具有上述特性的二维材料体系，分析其在光催化水解制氢方面性能的强弱，为实验合成和实际应用提供强有力的理论依据。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容：

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究多层sbas的电子结构和电子空穴分离情况与层数之间的关系并得到不同层数的sbas的光吸收谱。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，了解光催化制氢的原理与发展现状，了解要研究的sbas及同类v-v化合物的主要特点与研究现状，确定拟采用的基本技术方案，完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] liao j, sa b, zhou j, et al. design of high-efficiency visible-light photocatalysts for water splitting: mos2/aln (gan) heterostructures[j]. the journal of physical chemistry c, 2014, 118(31): 17594-17599.

[2] li x h, wang b j, cai x l, et al. tunable electronic properties of arsenene/gas van der waals heterostructures[j]. rsc advances, 2017, 7(45): 28393-28398.

[3] ju l, dai y, wei w, et al. dft investigation on two-dimensional ges/ws2 van der waals heterostructure for direct z-scheme photocatalytic overall water splitting[j]. applied surface science, 2018, 434: 365-374.