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在眾多化學(xué)反應(yīng)中，氧還原反應(yīng)、氮還原反應(yīng)、析氫反應(yīng)和析氧反應(yīng)等是發(fā)生在燃料電池、氮還原合成氨以及水分解等電化學(xué)過程中的重要的化學(xué)反應(yīng)。為了加快化學(xué)反應(yīng)速率并提高電荷利用率，人們?cè)陔姌O表面使用電催化劑，因此，高效催化劑的設(shè)計(jì)和催化反應(yīng)機(jī)理的研究成為電催化研究的重點(diǎn)課題。本書以第一性原理計(jì)算為主要研究方法，探討催化活性位點(diǎn)局域化學(xué)環(huán)境的改變對(duì)催化性能的影響。據(jù)此，本書提出了多種催化劑模型，主要涉及以二維氮摻雜石墨烯和g?C3N4為基質(zhì)的單金屬原子和雙金屬原子催化劑，通過對(duì)催化位點(diǎn)局域化學(xué)環(huán)境的橫向與縱向調(diào)節(jié)，研究其在氧還原反應(yīng)和氮還原反應(yīng)中的催化性能和反應(yīng)機(jī)理。

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