g-C3N4的改性方法包括微观形貌和结构调控、非金属元素掺杂、金属单原子修饰和构建复合物，利用第一性原理计算可以针对这些方法分别构建模型并计算其性质,由此从原子、分子水平为光催化活性增强的内在机制提供理论依据。

      具体计算内容主要包含四个方面:一是g-C3N4量子点和纳米管等特殊结构的设计和优化;二是计算形成能、结合能和吸附能，确定最容易形成的掺杂构型、吸附构型和复合物结构;三是计算电子性质，探索杂质原子的引入如何改变体系的电荷分布，以及复合物中各组分之间的电子相互作用,分析光生载流子的分离效率和转移途径;四是计算分子在g-C3N4表面的反应过程，寻找最佳的反应路径，考察杂质原子的引入对反应速率决定步骤、能垒和产物选择性的影响。

      目前，围绕非金属元素掺杂和金属单原子修饰g-C3N4体系的电子性质的研究已经较为深入和全面，还存在的问题以及后续相应的研究方向可以总结为如下几点。

(1)元素掺杂位点对反应过程的影响。元素掺杂的研究方法一般是先根据形成能确定最佳的掺杂构型，然后研究该构型的电子性质和CO，还原反应过程。这里可能出现的情况是，最佳的掺杂位点并不一定具有最佳的降低CO,还原反应能垒的效果。此时应当对比杂质元素在不同位点掺杂时CO,还原反应的能垒，根据计算结果，调控实验制备方法实现杂质元素在特定位点的引入，从而获得最高的光催化活性。

(2)元素掺杂和构建复合物的协同作用。当前的研究都是将元素掺杂和构建复合物分开研究，其中元素掺杂讨论的是体系的电子性质,构建复合物关注的是各组分的电子转移和光催化机理。但实际上，元素掺杂会改变g-C3N4的功函数，而g-C3N4的功函数与复合物中电子转移的数目和内建电场的强度都有关系。因此，合适的元素掺杂能够使复合物光生载流子分离的效果更加显著。

(3)多组分的复合物体系。目前关于 g-C3N4基复合物的研究主要集中于二元复合物,然而在很多实验研究中，参与光催化反应的催化剂由三个或者更多的组分构成。例如,在g-C3N4上负载双助催化剂、在g-C3N4基复合物上再负载助催化剂、g-CN4与含银化合物的复合物在光催化反应过程中有银单质析出。此时需要根据实际组成构建多元复合物模型，从而更准确地描述光催化体系的性质。

(4)更多的光催化氧化还原反应过程。CO2还原、N,还原和产氢反应是通过理论计算研究较多的光催化反应过程，此外，g-C3N4在光催化 O2还原、H2S 分解、芳香醇氧化和硝基苯氢化等反应中也有应用，利用第一性原理计算研究这些反应过程也具有重要意义。

产品展示

      太阳光模拟器用来模拟真实的太阳光照条件，在太阳能光伏器件的研究和质检中被广泛应用

      太阳光模拟器用具备光束准直、光斑均匀、光谱与太阳光匹配的特点，可完成需要太阳光照射条件的实验，适用于单晶硅、多晶硅、非晶薄膜、染料敏化、有机、II-V 族半导体等各种不同类型的太阳电池。

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