1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在21世纪的今天，人类社会飞速发展，科学与技术势头更猛。与此同时，污染问题犹为严重。工厂污水和汽车尾气的排放，煤炭和石油等化石燃料的燃烧，不仅带来了环境污染，同时化石燃料又是不可再生资源，人类急需找到新的能源来替代它们，所以新能源的探索就显得尤其有意义。g-c₃n₄物理和化学性质稳定，带隙约为2.7ev，在太阳光协助下可以分解水产生氢气，作为新型的清洁能源使用。此外，还可以分解大分子有机物污染物，有效解决水污染、大气污染等问题。但是由于其带隙宽，光吸收区主要在蓝紫光区，对太阳光的利用率偏低。本文对g-c₃n₄进行了第五族元素p和第六族元素s的掺杂，为了使g-c₃n₄的带隙减小，使光吸收区向可见光区以及红外光区移动，以提高其光吸收效率。

国内外研究现状

g-c₃n₄是一种新型材料，对其的研究在近几年发展迅猛，以国外较为突出。对g-c₃n₄的研究起步于1989年，并于1996年发现g-c₃n₄的五种结构。目前，对于g-c₃n₄的研究主要集中于石墨相。

2. 研究的基本内容

1.基于第一性原理，对纯的二维g-c₃n₄进行能量优化之后进行计算，计算包括能带结构，态密度以及光学特性，并分析结果。

2.对纯的二维g-c₃n₄掺杂s和p杂质，基于第一性原理对掺杂后的材料进行能量优化和计算，分析结果，预期掺杂将达到使能带变窄，提高材料的光吸收效率的目的。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2015.11.18-2015.12.31 学习g-c₃n₄的相关理论知识及materials studio软件的使用。

2016.04.01-2016.05.07 将模拟结果与文献中的实验数据进行比较,完善模拟参数,进行理论研究,论文初稿完成

2016.05.07-2016.05.17 论文第一次修改

4. 参考文献

（1）qiuling tay, pushkar kanhere. defect engineered g-c₃n₄for efficient visible light photocatalytic hydrogen production[j]. j. phys. chem. c 2015, 119, 1974319751.

（2）chen ye, jia-xin li.enhanced driving force and charge separation efficiency of protonatedforg-c₃n₄ photocatalytic o₂ evolution[j]. acs catal. 2015, 5, 69736979.

（3）jingsan xu, thomas j. k,upconversion-agent induced improvement of g-c₃n₄ photocatalystunder visible light[j]. acs appl. mater. interfaces. 2014,6,1648116486.