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半导体光解水制氢对于获取清洁能源具有重要意义。当前无机纳米材料的光解水制氢活性低，可能存在的原因是：大多数无机材料仅能利用太阳光中紫外光部分、载流子从激发中心迁移至表面的距离较长、球形粒子中存在的缺陷增加了光生电子与光生空穴的复合机率、表面活性位较少。为了有效地解决这些问题，我们提出：1)通过调节材料的组成来实现带隙可调，将材料的光学吸收范围拓展到可见光区；2)缩小材料的尺寸来减少载流子迁移的距离；3)制备非球形的单晶材料来降低缺陷的数目；4)利用多孔、中空或等级结构来增加催化活性位。因此，我们认为组成可调的单晶多孔纳米片、空心纳米结构和纳米片等级结构等可能具有较佳的光解水制氢活性。因此，我们提出和发展了离子交换和有机组分剥离法构筑新型无机纳米结构的新策略，揭示了材料的形貌和组成与实验参数间的关系以及同光解水制氢性能间的关联性，为解决光生电子与空穴的高效分离与传输、设计新型光解水制氢材料提供了新方法。