半导体光催化技术经过近一个世纪的发展,形成了以利用太阳能和净化环境为主的两大方向,可以解决全球面临的能源和环境危机。随着一批以石墨烯为代表的二维材料被发现,其独特的几何结构展现了与传统材料不同的优异性质;二维材料除了特殊的几何特征外,还在电子结构、光学性质、载流子传输和反应活性点等方面具有优异的物理化学性质。因此,可以将二维材料用于制造光催化剂,提高光催化能力。本文研究的是自然界中大量存在的MoS2,利用第一性原理进行计算,选取原子掺杂作为调控手段,研究单层MoS2的光催化特性,得出如下结论:（1）研究单层二硫化钼1T和1H两种结构的光催化性能,通过计算,得出1H-MoS2结构呈半导体态,具有良好的光催化性能,可以作为光催化材料;1T-MoS2结构没有打开能带带隙,呈金属态,不具备发生氧化还原反应的能力,本征体系不能作为光催化材料。（2）选取Cr、W、V和Mn等金属原子作为掺杂原子,掺杂1H-MoS2结构,构建金属原子掺杂体系。通过计算,从晶体结构、电子结构、光学性质和光催化电位等几个方面与本征体系对比,得出W和Mn掺杂体系的光催化性能有较为明显的提升,其中Mn掺杂体系的光催化性能最好;而Cr和V掺杂体系的光催化性能降低。（3）选取O、Se、P和C1等非金属原子作为掺杂原子,掺杂1H-MoS2结构,构建非金属原子掺杂体系。通过计算,从晶体结构、电子结构、光学性质和光催化电位等几个方面与本征体系对比,得出O、Se、P掺杂体系的光催化性能均提升,其中O掺杂体系的光催化性能最好;而C1掺杂体系的光催化性能则有所降低。（4）选取Cr原子作为掺杂对象,掺杂1H-MoS2结构,建立起不同掺杂浓度的Cr掺杂体系。通过计算,从晶体结构、电子结构、光学性质和光催化电位等几个方面与本征体系对比,得出在Cr掺杂浓度为0～8.33%范围内,提高掺杂浓度可以增大晶体畸变率,减小能带带隙,增大光催化响应范围,提高光吸收能力;但是随着掺杂浓度的提高,导带底下移,其析氢还原能力减弱,阻碍光催化反应的发生。