异质结光催化剂被广泛用于有效的水分解，但是离子迁移会严重威胁异质结的稳定性，众所周知，固有的Cu离子迁移会造成CdS-Cu2‒xS的稳定性低。
有鉴于此，东南大学娄永兵教授，凯斯西储大学Clemens Burda，南京大学江德臣教授，上海交通大学赵一新教授报道了利用Cu+迁移来设计分层CdS-Cu2‒xS/MoS2光催化剂，其中Cu+@MoS2（CuI嵌入MoS2基面内）是通过Cu+迁移并嵌入相邻MoS2表面而构建的。
文章要点
1）研究人员首先通过两步反应合成平均长度为1089.8±309.6 nm和平均直径为51.4±6.9 nm的均匀CdS纳米棒。核壳CdS-Cu2‒xS NRs的平均长度为987.6±361.0 nm，平均直径为51.7±6.4 nm，通过阳离子计算得出的壳厚为5‒ 13 nm，添加CuII离子前体并延长反应时间进行交换反应。最后，通过退火种子生长制备的CdS-Cu2‒xS/(NH4)2MoS4，获得了分层的CdS-Cu2‒xS/MoS2半导体异质结构。
2）为了在1D CdS-Cu2-xS NRs上实现2D MoS2纳米片（NSs）的外延垂直生长，研究人员在200 ºC的温度下，用注射泵将溶解在油胺（OAm-S）前体中的硫粉逐滴注入包含1D CdS-Cu2‒xS NRs，双（乙酰丙酮基）二氧化钼（VI）[MoO2(acac)2] 和OAm的溶液中。
3）TEM图像显示CdS-Cu2‒xS/MoS2纳米结构具有分层的螺旋形形态。HRTEM图像显示垂直于1D CdS-Cu2‒xS NRs的生长方向生长的2D MoS2 NSs。通过选定区域电子衍射（SAED）和快速傅里叶变换（FFT）表明，分层的CdS-Cu2‒xS/MoS2确实由三种不同的半导体纳米材料组成。单个分层CdS-Cu2‒xS/MoS2的HAADF-STEM图像揭示了内部CdS-Cu2‒xS NRs成分与外部MoS2 NSs之间的明显对比，进一步表明分层异质架构包含三个不同的结构。
4）一维核壳CdS-Cu2‒xS纳米棒表面上CuI@MoS2纳米片的外延垂直生长形成催化层和保护层，合成的层状CdS-Cu2‒xS/MoS2异质结构表现出较高的光催化活性和良好的光催化水分解稳定性，不需要任何贵金属助催化剂。
5）精心设计的分层异质纳米结构，高效的CuI@MoS2催化层和保护层以及在〜688 nm（1.80 eV）处强大的Cu2‒xS可见光激子共振吸收，从而提供了快速的空间稳定框架内的电荷分离和载流子迁移通道。飞秒瞬态光谱（fs-TA）的动力学测量以及使用扫描离子电导显微镜（SICM）的表面电荷分布（SCD）的直接映射，进一步验证了电荷转移机制。
该设计策略表明，利用杂化的表面层具有光催化制氢的有效催化和保护界面的潜力。
Guoning Liu, et al, MoS2-Stratified CdS-Cu2#xS Core-Shell Nanorods forHighly-Efficient Photocatalytic Hydrogen Production, ACS Nano,
DOI: 10.1021/acsnano.9b09470
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b09470
