中国海洋大学夏呈辉团队：晶相调控 Janus Cu₂₋ₓS/CdS 异质纳米棒界面相干性与应变，实现高效光催化制氢

本文研究由Cu2-xS种子晶相对Janus Cu2-xS/CdS异质纳米棒界面结构及光催化性能的影响。背景方面，异质结界面原子相干性决定电荷传输效率，但铜硫族化合物中Cu+离子迁移性强，导致界面结构可控性低。研究目的旨在揭示种子晶相作为独立参数如何定量调控界面晶格失配与应变分布，以优化光催化性能。结论表明，立方digenite（d-Cu2-xS）种子形成的异质界面晶格失配较低（5.1%），界面应变高度局域化（最大4%），且具有更负的界面形成能（–2.57 eV）和更强的电荷转移（0.63 e）。该相干低应变界面使d-Cu2-xS/CdS:Mn在可见光下产氢速率达13.3 mmol·g⁻¹·h⁻¹，较六方covellite种子体系（8.7 mmol·g⁻¹·h⁻¹）提升约1.5倍，且在16小时连续反应中保持稳定。该工作建立了“种子晶相→界面应变→电荷转移→光催化活性”的因果链，为异质结界面工程设计提供通用策略。