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　　近日，聊城大學物理科學與信息工程學院李恒帥課題組運用理論計算方法指導合成出新型功能材料，名為“N原子摻雜石墨碳層包裹的磁性FeCo納米材料”。相關成果以“Decorating Cd_0.9Zn_0.1S using magnetic FeCo@ N-doped graphite carbon layer to achieve considerable hydrogen evolution efficiency”（利用N原子摻雜石墨碳層包裹的磁性FeCo納米材料裝飾Cd_0.9Zn_0.1S來實現高的析氫效率）為題發表在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》（中科院一區，Top期刊，影響因子8.4）。該論文的第一作者為聊城大學物理科學與信息工程學院2022級物理學專業碩士研究生張東，通訊作者為李恒帥，聊城大學為第一署名單位。

　　N原子摻雜石墨碳層包裹的磁性FeCo納米材料與其它半導體材料形成異質結的過程中，電子轉移機理的解釋是一個難點。本文首次提出利用肖特基勢壘理論解釋這個問題，有效地闡明了電子轉移過程的機制。Cd_0.9Zn_0.1S（CZS）作為一種極具潛力的可見光活化光催化劑，但其受到光激發載流子分離的慢動力學的限制。基于第一性原理的密度泛函理論（DFT）計算表明，引入摻氮石墨碳（FC@NC）可以有效降低氫的吸附自由能，從而加速CZS的氫反應動力學。在理論預測的支持下，通過沉淀和煅燒成功制備了磁性FC@NC納米顆粒，然后通過超聲自組裝和煅燒，再與CZS結合，形成了FC@NC/CZS復合光催化劑。基于實驗結果和DFT計算，提出了利用肖特基異質結增強FC@NC/CZS復合材料光催化活性的可能機理。該工作是一個具有代表性的理論指導材料合成的成功案例。

　　該工作獲得了山東省重點研發計劃、山東省自然科學基金、山東省高等學校科技計劃項目、聊城市重點研發計劃、聊城大學高層次人才和博士科研啟動基金的支持。

　　（審核 物理科學與信息工程學院 科技處）