近年来,金属硫化物因其具有较多活性位点、禁带宽度窄、对可见光吸收强等特点^[1],在光催化、光学、光电化学等领域得到广泛应用,但是仍需提升其催化活性和耐久性,在各种提升方法中,与其他材料复合构筑异质材料是一个有效途径。本文在课题组工作基础上,我们分别选取Mo S₂、Bi₂S₃、Cd S作为主研究材料,采用不同方法将它们分别与其他半导体材料进行复合,构筑异质复合半导体材料,进而探究异质复合材料在气敏、光催化还原Cr（VI）、光催化水解制氢等领域的应用,总结其中规律,为进一步深入研究积累实验数据。具体内容如下:1.采用静电纺丝法制备了一维（1D）多孔的Sn O₂纳米纤维（NFs）,然后通过水热法在多孔结构上垂直生长Mo S₂纳米片,构建了P-N异质结;通过调变Sn O₂/Mo S₂摩尔比实现对异质复合材料气体传感和催化还原性能的调控,与纯的Sn O₂传感器相比,在负载较低的情况下,Mo S₂/Sn O₂异质结传感器对三乙胺（TEA）具有较高的灵敏度、较高的传感选择性、较低的最佳工作温度和长期稳定性,随着二硫化钼含量的增加,P-N异质结对对硝基苯酚（4-NP）的还原效果显著增强;结合相关表征和测试性能,我们详细讨论了Mo S₂/Sn O₂异质结传感器和催化还原的机理,为该类异质结材料的深入研究提供了重要指导作用。相关工作发表于美国化学会主办的著名期刊ACS Sustainable Chemistry&Engineering（2018,6（9）,12375-12384）,申请发明专利1项（专利号:CN201810219236.2,实审）。2.通过能级结构预测分析,Bi₂S₃与Bi₂Mo O₆能级匹配可以形成II型异质结,可增强两者电子空穴对的有效分离及其迁移,进而提高其光催化活性;在理论指导下,我们采用原位阴离子交换法制备了具有核-壳结构的Bi₂S₃/Bi₂Mo O₆异质结,实验测试表明该异质结具有较大的比表面积,对Cr（VI）的吸附和可见光的吸收显著增强,在可见光照射下,15分钟内对Cr（VI）（20 mg/L）的还原率能够达到100%,其是目前报道的光催化还原Cr（VI）的最好催化材料之一;这不仅为Cr（VI）污染治理提供了实用的光催化剂,而且对进一步开发其他有效的光催化材料具有一定的借鉴意义。相关工作发表于皇家化学会主办的著名期刊Journal of Materials Chemistry A（2018,6（45）,22580-22589）,并被评为2018年该杂志的热点文章。3.采用一步水热法制备了一种新颖的柳枝状Mo S₂/Cd S异质材料,考察了不同摩尔比Mo S₂/Cd S异质复合材料在可见光照射下的光催化水解制氢性能,发现所制备的Mo S₂/Cd S异质复合材料均有着显着改善光催化活性,其中1 at%Mo S₂/Cd S样品具有最高为250.8μmolh^-1的H₂产出量,是纯Cd S产氢量的28倍。这是Mo S₂与Cd S之间的界面接触,促进光生电荷的转移,减少光生电荷载流子的复合所致。相关工作发表于中国化学会主办的著名期刊Chinese Journal of Catalysis（2019,40（3）,371-379）。