等离激元金属及其温升作用下MoS₂-H₂O的界面性质

摘要

MoS₂具有较好的光催化分解水应用前景，而利用等离激元Ag纳米粒子修饰MoS₂可有效提高其分解水制氢的效率.本文探索了Ag纳米粒子及其热等离激元效应温升对MoS₂-H₂O界面反应的作用机制.通过构建Ag纳米团簇和MoS₂的复合表面模型，利用分子动力学计算了298～368 K温度范围内界面水密度、亥姆霍兹层宽度、表面电势和水扩散系数等界面性质，并结合密度泛函理论计算分析了界面电子转移性质、表面对水分子的吸附能和解吸附时间.结果表明，在MoS₂表面负载Ag纳米粒子后，亥姆霍兹层宽度增加，表面电势下降. Ag纳米粒子与水分子的相互作用提高了MoS₂表面对水分子的吸附能，并使得水分子分层作用范围相对增加.随着温度的升高，Ag/MoS₂表面对水分子的吸附有所减弱，表面双电层分层作用范围增加，水分子的扩散系数也增加.随温度增加水分子的解吸附时间快速减少，而Ag纳米粒子的负载使MoS₂表面对水分子的解吸附时间增加，结合温升对表面电势的影响，界面反应温度宜控制在328 K左右.

关键词

等离激元金属 / 二硫化钼 / 分子动力学 / 密度泛函理论 / 界面性质