摘要：利用太陽能將水轉(zhuǎn)化為清潔可持續(xù)的化學燃料是一種很有前途的策略.光催化水分解制氫技術(shù)是有效解決能源可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護問題的重要技術(shù).CdS由于具有較窄的帶隙(2.4 eV)和合適的能帶位置而被認為是最有潛力的光催化水產(chǎn)氫催化劑之一.然而,CdS強光的腐蝕性和快速的電子空穴復合導致光催化劑活性低、穩(wěn)定性差,嚴重阻礙了CdS光催化劑的廣泛應用.為了有效提高光催化產(chǎn)氫活性及穩(wěn)定性,人們對CdS光催化劑進行了大量改性研究.其中,合理巧妙地加載助催化劑和構(gòu)造納米結(jié)構(gòu)CdS被認為是兩種極為重要的改性策略,兩種策略的有效耦合可以更有效地利用太陽能,實現(xiàn)清潔氫燃料的生成.一方面,各種形貌的CdS光催化劑均已被開發(fā),例如納米線、納米棒、納米片和量子點等.然而,由于制備工藝復雜,在以往的報道中很少有超薄2D CdS納米片用于光催化產(chǎn)氫.另一方面,由于貴金屬(Ag,Pt,Au)的稀缺性和高成本阻礙了其修飾光催化劑的實際應用,所以利用非貴金屬助催化劑(MoSx,CuS,Ni3C,WS2,NiS,MXene,CoxP和MoP)修飾CdS提高光催化產(chǎn)氫活性近年來備受關(guān)注.對于地球豐富的2D層狀助催化劑Cu7S4而言,具有優(yōu)異的光電催化產(chǎn)氫活性和簡單制備方法,但是在光催化產(chǎn)氫領(lǐng)域的應用上未引起足夠重視.因此,本文充分利用超薄CdS納米片以及Cu7S4納米片各自的獨特優(yōu)勢,構(gòu)建了獨特的2D-2D層狀異質(zhì)結(jié),實現(xiàn)了高效協(xié)同光催化產(chǎn)氫.我們首先以乙酸鎘和硫脲為原料通過一步水熱法合成了超薄2D CdS納米片,并用靜電自組裝方法制備了CdS/Cu7S4.在可見光下進行了產(chǎn)氫測試,實驗結(jié)果證實了優(yōu)化的2D CdS/2%Cu7S4層狀異質(zhì)結(jié)在含有Na2S·9H2O和Na2SO3的水溶液中光催化析氫活性最高(27.8 mmol g^-1 h^-1),是原始CdS納米片(2.6 mmol g^-1 h^-1)的10.69倍.經(jīng)過4次連續(xù)循環(huán)反應,CdS/Cu7S4二元復合體系展現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性.為深入探?