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 近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種膠體化學(xué)合成法，成功制備了一種新型四元硫化物單晶納米帶光催化劑，該催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化產(chǎn)氫性能。相關(guān)成果日前發(fā)表在《自然—通訊》上，為設(shè)計(jì)開發(fā)新型高效光催化劑提供了新途徑。

設(shè)計(jì)新型半導(dǎo)體納米材料以捕獲太陽(yáng)能并實(shí)現(xiàn)高效光化學(xué)轉(zhuǎn)化，是解決全球能源與環(huán)境危機(jī)的理想途徑之一。銅基多元硫化物具有良好的可見光吸收性能，是一種重要的光催化劑材料。然而，低電導(dǎo)率和高光生載流子復(fù)合速率阻礙了其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用，制備高效的銅基四元硫化物光催化劑面臨重要挑戰(zhàn)。

俞書宏團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，納米晶的形貌和表面晶面可以有效增強(qiáng)和優(yōu)化半導(dǎo)體材料的光催化性能，而且單晶結(jié)構(gòu)的銅基多元硫化物更有利于電荷分離進(jìn)而增強(qiáng)光催化性能。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單的膠體化學(xué)合成法，成功制備了只暴露某個(gè)特殊晶面的單晶銅基多元硫化物納米帶。這種納米帶光催化劑性能優(yōu)異，且具有很好的穩(wěn)定性。

這項(xiàng)研究利用表面活性劑輔助成功制備暴露特定晶面的納米帶，提出一種多元硫化物納米光催化劑設(shè)計(jì)的新策略，有望拓展到其他多元硫族化合物納米晶的合成中并通過完善合成方法實(shí)現(xiàn)其形貌和表面的精細(xì)調(diào)控，預(yù)計(jì)在光電探測(cè)和光電催化等方面具有獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值。