Cu7S4包覆的Cu2O纳米立方体实现高效光催化产氢：增强光捕获与电子-空穴分离

摘要： P型Cu2O因其合适的带隙结构和低成本成为一种优势光催化剂。然而，这种极具前景的材料存在光催化性能差和稳定性不足的难题。本研究通过溶液法结合阴离子交换成功合成了核壳结构Cu7S4包覆的Cu2O纳米立方体（Cu2O/Cu7S4 NCs），与纯Cu2O光催化剂相比，该复合结构展现出显著提升的光催化产氢活性。特别地，在Na2SO3添加剂作用下经全光谱照射时，Cu2O/Cu7S4 NCs的产氢速率高达1689.00 μmol·g-1·h-1，较Cu2O NCs提升了1.71倍。优异的协同效应源于Cu2O与Cu7S4的复合：具有局域表面等离子体共振（LSPR）效应的Cu7S4能促进光生电子从Cu2O表面转移，延长光生空穴寿命，加速光生载流子分离并改善半导体光电特性。原位形成的多功能Cu7S4层为合理设计光催化水还原光阴极提供了新途径。