焦钒酸盐$β$ $_2$ V $_2$ O $_7$和$β$ $_2$ V $_2$ O $_7$作为光阳极材料用于水裂解之前进行了研究.然而，他们都没有被发现是足够活跃的。在这项工作中，我们通过密度泛函理论计算来预测这两种结构相似的焦钒酸盐的固溶体的性质，以探索其能带结构对水裂解的适用性，并评估其易于合成。我们预测，高达20%的Cu或Mn分别取代到$β$ -Mn $_2$ V $_2$ O $_7$和$β$ -Mn $_2$ V $_2$ O $_7$中导致带隙变窄，这在前一情况下通过紫外-可见光谱实验证实。然而，在中间组成范围内的固溶体的计算，产生几乎恒定的带隙。此外，我们预测具有较高取代水平的固溶体越来越难以合成，这意味着具有低取代水平的固溶体在带隙和易于合成方面是最相关的。
英文摘要：
The pyrovanadates $β$-Mn$_2$V$_2$O$_7$ and $β$-Cu$_2$V$_2$O$_7$ were previously investigated as photoanode materials for water splitting. Neither of them, however, was found to be sufficiently active. In this work we predict the properties of solid solutions of these two structurally similar pyrovanadates via density functional theory calculations to explore the suitability of their band structure for water splitting and to assess their ease of synthesis. We predict that substitution of up to 20\% Cu or Mn into $β$-Mn$_2$V$_2$O$_7$ and $β$-Mn$_2$V$_2$O$_7$ respectively leads to a narrowing of the band gap, which in the former case is experimentally confirmed by UV-vis spectroscopy. Calculations for solid solutions in the intermediate composition range, however, yield nearly constant band gaps. Moreover, we predict solid-solutions with higher substitution levels to be increasingly difficult to synthesize, implying that solid solutions with low substitution levels are most relevant in terms of band gaps and ease of synthesis.
Band-gap engineering in AB(O$_x$S$_{1-x}$)$_{3}$ perovskite oxysulfides: A route to strongly polar materials for photocatalytic water splitting
极性非均相光催化剂显示出导致增强的电荷-载流子分离，这导致例如用于光催化水裂解的优异活性。有前途的光催化剂材料，如氮氧化物，可以通过外延应变呈现极性，然而，这也增加了它们的带隙，使它们不适合可见光吸收。这表明小带隙和极性扭曲之间的权衡-两者对催化剂的效率至关重要。在本文中，我们调查，使用密度泛函理论计算，应变AB（O $_x$ S $_{1-x}$）$_{3}$钙钛矿光催化分解水的适用性。这些材料通常具有对于水裂解来说太小的带隙，但是经由外延应变引起极性畸变可以将带隙增加到合适的范围。我们发现钙钛矿BaZr $_y$ Ti $_{1-y}$ O $_2$ S化合物由于大的极性畸变和合适的带隙而非常有希望用于光催化水裂解。
Sonochemical synthesis of large two-dimensional Bi2O2CO3 nanosheets for hydrogen evolution in photocatalytic water splitting
横向大（~3微米），原子级薄的二维（2D）Bi 2 O2 CO 3纳米片（2D碳酸氧铋，2D铋矿）制造通过声化学辅助无模板合成。从大块Bi粉末合成独立的横向大的2D Bi 2 O2 CO 3纳米片的关键是悬浮介质的选择、受控的反应温度和几个小时的处理时间。二维Bi 2 O2 CO 3的横向尺寸可以控制在微米级纳米片和几十nm级纳米片之间，这仅仅是基于悬浮介质的选择。这里介绍的2D Bi 2 O2 CO 3纳米片/薄片，然后通过一个简单的混合和匹配的方法与TiO 2纳米粒子的测试在悬浮液型光催化制氢通过水裂解杂交。本文介绍了一种新型的无贵金属助催化剂--二维Bi 2 O2 CO 3与TiO 2的光催化析氢反应。我们的研究结果丰富了新兴的2D氮氧化物碳酸盐的制造工具箱对大的2D纳米片，并证明了有前途的潜力的2D Bi 2 O2 CO 3作为一个有利的（共）催化剂在光催化水分解析氢。
Phase Switchable Photocatalytic Water Splitting via a Paraelectric-Ferroelectric Transition in Zr2Ge2S6 Monolayer: A Comprehensive Theoretical Insights
First Principles study of Photocatalytic Water Splitting in BO Monolayer: Effect of Strain and Surface Functionalization
Indian Institute of Technology (Indian School of Mines)（印度理工学院（印度矿业学院））；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究研究所）；Bhabha Atomic Research Centre（巴巴原子研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
Water structure near the surface of Weyl semimetals as catalysts in photocatalytic proton reduction
Dynamics of Condensed Matter and Center for Sustainable Systems Design, Chair of Theoretical Chemistry, Paderborn University（帕德博恩大学凝聚态动力学与可持续系统设计中心理论化学教席）
Two-dimensional vertically polarized Hg3AsSe4I monolayer for efficient photocatalytic water-splitting: promoting carrier separation by intrinsic electric field and Rashba effect
Frontier Institute of Science and Technology, State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学前沿科学研究所、电气绝缘与电源设备国家重点实验室）；Key Lab of advanced optoelectronic quantum architecture and measurement (MOE), Beijing Key Laboratory of Quantum Matter State Control and Ultra-Precision Measurement Technology, and School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院、光电量子架构与测量教育部重点实验室、北京市量子物质态控制与超精密测量技术重点实验室）
LaTiOxNy thin film model systems for photocatalytic water splitting: physicochemical evolution of the solid-liquid interface and the role of the crystallographic orientation
Double-Side Cocatalytic Activation of Anodic TiO$_2$ Nanotube Membranes with Sputter-Coated Pt for Photocatalytic H$_2$ Generation from Water-Ethanol Mixtures
Silicon diphosphide (SiP2) and silicon diarsenide (SiAs2): Novel stable 2D semiconductors with high carrier mobilities, promising for water splitting photocatalysts
First principles study of chalcogen vacancy effect on the optoelectronic and photocatalytic properties of transition metal dichalcogenides monolayers
Department of Control Engineering, Faculty of Electrical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学电气工程学院控制工程系）；Engineering Materials & nCATS, FEE, University of Southampton（南安普顿大学电气工程学院工程材料与nCATS）
Theoretical insights of codoping to modulate electronic structure of TiO$_2$ and SrTiO$_3$ for enhanced photocatalytic efficiency
TiO $_2$和SrTiO $_3$由于其特殊的电子结构、高化学稳定性、无毒和低成本而在纳米材料领域中是公知的材料。然而，由于宽的带隙，这些只能在UV区域中使用。因此，有必要通过掺杂金属、非金属或不同元素的组合来降低其带隙，从而扩大其在可见光区的光学响应，同时保持光催化效率。我们在这里报告，共掺杂的金属和非金属在SrTiO $_2$和SrTiO $_3$有效的光催化分解水使用混合密度泛函理论和\textit{ab initio}原子热力学。后者确保捕获环境效应，以了解带电缺陷在现实条件下的热力学稳定性。我们已经观察到，带电的缺陷是稳定的，除了中性的缺陷，在TiO_2-$_2$和共掺杂剂作为施主以及受体取决于掺杂的性质（p型或n型）。然而，SrTiO $_3$中最稳定的共掺杂剂主要充当施主。我们的研究结果表明，尽管在可见光区的响应，在TiO $_2$和SrTiO $_3$的共掺杂并不总是提高光催化活性，由于复合中心的形成或导带最低或价带最高的大位移。在各种金属-非金属组合中，Mn $_\textrm{Ti}$ S $_\textrm{O}$（即Mn在Ti位被取代，S在O位被取代），S $_\textrm{O}$在钛酸锰$_2$和Mn $_\textrm{Ti}$ S $_\textrm{O}$中的混合物，SrTiO中的Mn $_\textrm{Sr}$ N $_\textrm{O}…
Photocatalytic Degradation of Methylene Blue by ZnO/NiFe2O4 Nanoparticles
本文报道了在高温（850 °C）下通过煅烧ZnO纳米棒和NiFe 2 O 4棱柱纳米棒10小时成功地固相合成ZnO/NiFe 2 O 4纳米复合材料。这些纳米材料的结构，功能基团和形态的研究，分别采用XRD，FTIR和SEM。以亚甲基蓝（MB）染料的光催化降解为例，考察了催化剂的光催化活性.光催化研究表明，ZnO/NiFe 2 O 4纳米复合材料在紫外光下具有较高的降解效率。研究表明，ZnO/NiFe 2 O 4纳米粒子去除亚甲基蓝溶液中，OH和光生空穴h+是主要物种。采用固相法将NiFe_2 O_4与绿色合成的ZnO偶联制备ZnO/NiFe_2 O_4纳米复合材料是本文的创新之处。合成的ZnO/NiFe 2 O 4纳米复合材料在生活和工业废水处理方面具有潜在的应用前景。
Structure of a Water Monolayer on the Anatase TiO$_2$(101) Surface
钛白（TiO $_2$）由于其光催化分解水的能力而在人工光合作用的研究中起着核心作用。尽管在这一领域进行了40多年的深入研究，但对技术相关的TiO 2 $_2$（101）表面上的第一个水单层的性质仍然存在一些争论。在这项工作中，我们使用第一性原理计算来逆向工程[Walle et al.，J. Phys. Chem. C 115，9545（2011）]，并发现支持在第一单层中存在解离水和分子水的混合物的证据。使用半局部和混合功能的计算，我们修改了目前的理解的吸附能量显示，通过形成一个氢键合的羟基-水络合物的能量成本的水解离降低。我们还表明，这样一个复杂的可以提供一个不寻常的超结构在高分辨率扫描隧道显微镜实验中观察到的解释。
High-entropy perovskites as new photocatalysts for cocatalyst-free water splitting
WPI, International Institute for Carbon Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University（九州大学 WPI 碳中和能源研究国际研究所）；Department of Automotive Science, Graduate School of Integrated Frontier Sciences, Kyushu University（九州大学 融合前沿科学研究生院 汽车科学系）；Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Kyushu University（九州大学 工学部 材料科学与工程系）；Mitsui Chemicals, Inc. - Carbon Neutral Research Center (MCI-CNRC), Kyushu University（三井化学株式会社-碳中和研究中心）
Voltage-dependent reconstruction of layered Bi$_2$WO$_6$ and Bi$_2$MoO$_6$ photocatalysts and its influence on charge separation for water splitting
我们研究了层状铋氧化物Bi $_2$ WO $_6$和Bi $_2$ MoO $_6$光催化剂的表面稳定性，它们属于Aurivillius（Bi $_2$ A $_{n-1}$ B $_{n}$ O $_{3n+3}$）钙钛矿系列，并且由于Bi 6s和6p轨道诱导的有利的电子杂化而被提出作为有效的可见光吸收剂。我们提出了一个牛顿-拉夫森优化的电荷分布在半导体-溶液界面使用自洽连续溶剂化（SCCS）模型来描述的水环境的影响。我们的分析提供了一个描述下的控制pH值和施加的电压的带电界面，并提供了一个分子的解释竞争的结构和电气因素的基础上的小平面依赖的光催化活性的层状双$_2$ A $_{n-1}$ B $_{n}$ O $_{3n+3}$化合物。
