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一维纳米材料特殊的物理、化学特性及其新颖的应用,促使研究者探索普适的合成策略来控制其组分、形貌和结构。多孔纳米材料因同实心材料相比显现出的结构优势而引起了研究者广泛的关注。当前,太阳能光电化学转化所面临的挑战之一是发展廉价、高效、环境友好的纳米半导体光电材料。本文以设计合成具有光电性能的一维及其多孔纳米半导体光电材料为出发点,研究了硫共聚物纳米线光电响应与含硫量的关系;创新发展了基于无机-有机杂化纳米材料为自模板构建一维多孔纳米结构的化学转化策略。制备了带隙可调的硫共聚物有机纳米线、具有等级孔结构的纳米片基二硫化钼无机纳米管、多孔有机铅钙钛矿有机-无机杂化纳米线等一维半导体光电纳米结构,实现了一维纳米材料组分、形貌与结构的协同调控。探讨了模板辅助化学转化合成的机理,并研究了一维及其多孔纳米结构的光电性能。主要内容总结如下:1.通过共聚的策略实现了元素硫组分与一维形貌的协同调控,以阳极氧化铝(AAO)为模板制备得到含硫共聚物纳米线,发现其保留了元素硫的光电化学活性,具有增强的可见光光电响应特性,且其光电化学特性与含硫量和直径尺寸密切关联。此外,该共聚物可以作为硫源和自模板制备具有潜在应用价值的过渡金属硫化物/硫共聚物异质纳米结构。2.创新发展了基于无机-有机杂化纳米线(MoO3-EDA)为自模板的阴离子交换策略,成功合成出具有等级孔结构的纳米片基二硫化钼(MoS2)纳米管。分析表明,在阴离子交换转化过程中,有机组分的逐渐剥离以及内部杂化组分的向外扩散对于中空管状结构的形成具有至关重要的作用。此外,等级孔纳米结构增强的光子吸收能力、更多的表面活性位点以及改进的传质过程,使该MoS2纳米管表现出增强的光电化学活性。3.报道了一种基于金属离子-有机小分子配位纳米线(Pb2+-Cystein)的自模板导向合成策略,室温液相制备出新颖的多孔有机铅钙钛矿(CH3NH3PbBr3)纳米线。最初在前驱物纳米线表面快速生成的钙钛矿保护层以及随后有机组分的溶出是维持产物一维纳米结构并产生介孔的关键。同时,基于有机铅钙钛矿优越的光电特性以及一维纳米结构特殊的几何构型,多孔CH3NH3PbBr3纳米线表现出敏感、稳定的可见光光电响应特性(光响应时间:0.12 s,衰减时间:0.086 s)。