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机器学习加速搜寻新型双钙钛矿氧化物光催化剂
被引量:
2
1
作者
万新阳
章烨辉
+3 位作者
陆帅华
吴艺蕾
周跫桦
王金兰
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第17期320-328,共9页
A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料,相比于ABO_(3)型单钙钛矿氧化物材料,具有更好的稳定性和更宽泛的能带选择范围,在光催化全解水领域具有良好的应用前景.然而,由于晶体结构和组成元素的多样性,实验和理论上快速、准确搜寻高催化...
A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料,相比于ABO_(3)型单钙钛矿氧化物材料,具有更好的稳定性和更宽泛的能带选择范围,在光催化全解水领域具有良好的应用前景.然而,由于晶体结构和组成元素的多样性,实验和理论上快速、准确搜寻高催化活性的A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料具有相当大的挑战性.本文由材料数据库的带隙值数据出发,采用机器学习与第一性原理相结合的方法,从50000多种A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料中筛选出近8000种可能适用于光催化全解水的材料.对筛选结果的统计分析表明,B/B'位均为d^(10)金属离子的双钙钛矿氧化物,更有可能成为全解水光催化剂.随后通过进一步的第一性原理计算挑选出Sr_(2)GaSbO_(6),Sr_(2)InSbO_(6)和K_(2)NbTaO_(6)这3种带边位置合适且不含铅、汞离子的A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料作为候选的全解水光催化剂.
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关键词
机器学习
双钙钛矿氧化物
光催化
全解水
第一性原理计算
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职称材料
非金属B-graphene/g-C3N4异质结光催化一氧化碳还原
被引量:
4
2
作者
史丽
周兆波
+3 位作者
章烨辉
凌崇益
李强
王金兰
《Science Bulletin》
SCIE
EI
CSCD
2021年第12期1186-1193,M0003,共9页
光催化一氧化碳(CO)还原是二氧化碳(CO_(2))还原合成增值化学品的关键步骤,也是高能耗费托合成(FTS)工艺的潜在替代技术之一,而高效的催化剂是该技术应用的关键.目前所报道的催化剂主要集中于金属基材料,而非金属催化剂体系的探索很少....
光催化一氧化碳(CO)还原是二氧化碳(CO_(2))还原合成增值化学品的关键步骤,也是高能耗费托合成(FTS)工艺的潜在替代技术之一,而高效的催化剂是该技术应用的关键.目前所报道的催化剂主要集中于金属基材料,而非金属催化剂体系的探索很少.本文利用密度泛函理论计算,设计了一种硼(B)掺杂的graphene/g-C_(3)N_(4)异质结构,用于CO的高效光催化还原.其中,sp2杂化的B形成的路易斯酸位点可以有效地捕获和活化CO分子,并在不同掺杂浓度下将CO转化为特定产物,包括CH_(3)OH,CH_(4)和C_(2)H_(5)OH.与此同时,竞争反应析氢反应(HER)能够被有效地抑制,因此反应具有高选择性.此外,非绝热动力学计算显示异质结形成的内置电场增强了光生电子和空穴的分离,从而加速了光生电子向催化位点的传输.该工作为解决FTS工艺的高能耗和低选择性难题提供了一个新思路,也为提高CO_(2)还原合成多碳产物的选择性提供了一种串联策略.
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关键词
路易斯酸
竞争反应
析氢反应
光催化
费托合成
异质结
C3N4
光生电子
原文传递
题名
机器学习加速搜寻新型双钙钛矿氧化物光催化剂
被引量:
2
1
作者
万新阳
章烨辉
陆帅华
吴艺蕾
周跫桦
王金兰
机构
东南大学物理学院
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第17期320-328,共9页
基金
国家重点研发计划(批准号:2017YFA0204800,2021YFA1500700)
国家自然科学基金(批准号:22033002,22003009)
江苏省研究生科研与实践创新计划(批准号:KYCX20_0075)资助的课题.
文摘
A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料,相比于ABO_(3)型单钙钛矿氧化物材料,具有更好的稳定性和更宽泛的能带选择范围,在光催化全解水领域具有良好的应用前景.然而,由于晶体结构和组成元素的多样性,实验和理论上快速、准确搜寻高催化活性的A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料具有相当大的挑战性.本文由材料数据库的带隙值数据出发,采用机器学习与第一性原理相结合的方法,从50000多种A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料中筛选出近8000种可能适用于光催化全解水的材料.对筛选结果的统计分析表明,B/B'位均为d^(10)金属离子的双钙钛矿氧化物,更有可能成为全解水光催化剂.随后通过进一步的第一性原理计算挑选出Sr_(2)GaSbO_(6),Sr_(2)InSbO_(6)和K_(2)NbTaO_(6)这3种带边位置合适且不含铅、汞离子的A_(2)BB'O_(6)型双钙钛矿氧化物材料作为候选的全解水光催化剂.
关键词
机器学习
双钙钛矿氧化物
光催化
全解水
第一性原理计算
Keywords
machine learning
double perovskite oxides
photocatalysis
overall water splitting
first-principle method
分类号
O643.36 [理学—物理化学]
O644.1 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
非金属B-graphene/g-C3N4异质结光催化一氧化碳还原
被引量:
4
2
作者
史丽
周兆波
章烨辉
凌崇益
李强
王金兰
机构
School of Physics
出处
《Science Bulletin》
SCIE
EI
CSCD
2021年第12期1186-1193,M0003,共9页
基金
supported by the National Natural Science Foundation of China(22033002,21525311,21773027,21703032,and 21973011)
the China Postdoctoral Science Foundation(2020M681450)。
文摘
光催化一氧化碳(CO)还原是二氧化碳(CO_(2))还原合成增值化学品的关键步骤,也是高能耗费托合成(FTS)工艺的潜在替代技术之一,而高效的催化剂是该技术应用的关键.目前所报道的催化剂主要集中于金属基材料,而非金属催化剂体系的探索很少.本文利用密度泛函理论计算,设计了一种硼(B)掺杂的graphene/g-C_(3)N_(4)异质结构,用于CO的高效光催化还原.其中,sp2杂化的B形成的路易斯酸位点可以有效地捕获和活化CO分子,并在不同掺杂浓度下将CO转化为特定产物,包括CH_(3)OH,CH_(4)和C_(2)H_(5)OH.与此同时,竞争反应析氢反应(HER)能够被有效地抑制,因此反应具有高选择性.此外,非绝热动力学计算显示异质结形成的内置电场增强了光生电子和空穴的分离,从而加速了光生电子向催化位点的传输.该工作为解决FTS工艺的高能耗和低选择性难题提供了一个新思路,也为提高CO_(2)还原合成多碳产物的选择性提供了一种串联策略.
关键词
路易斯酸
竞争反应
析氢反应
光催化
费托合成
异质结
C3N4
光生电子
Keywords
Photocatalyst
Fischer-Tropsch synthesis
2D heterostructure
First-principles calculations
分类号
X701 [环境科学与工程—环境工程]
O643.36 [理学—物理化学]
O644.1 [理学—物理化学]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
机器学习加速搜寻新型双钙钛矿氧化物光催化剂
万新阳
章烨辉
陆帅华
吴艺蕾
周跫桦
王金兰
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
2
非金属B-graphene/g-C3N4异质结光催化一氧化碳还原
史丽
周兆波
章烨辉
凌崇益
李强
王金兰
《Science Bulletin》
SCIE
EI
CSCD
2021
4
原文传递
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