CuS NPs，硫化铜纳米颗粒（Copper Sulfide Nanoparticles） 是一种具有特殊物理化学性质的半导体纳米材料，因其优异的光学、电学和催化性能，在生物医学、能源、环境治理等领域展现出广阔的应用前景。
一、物理化学性质
晶体结构与带隙
CuS NPs通常呈现六方晶系或立方晶系，属于p型半导体，带隙宽度约为1.2-2.1 eV。
纳米级尺寸带来的量子限域效应和高比表面积，使其具有特殊的光学、电学性质，如表面等离子体共振（SPR）吸收峰位于近红外（NIR）区域（800-1000 nm），可高效吸收光能并转化为热能。
化学稳定性与表面修饰
CuS NPs化学性质稳定，但未经修饰时易团聚且水溶性差。通过表面修饰（如聚乙烯吡咯烷酮PVP、壳聚糖等）可显著提高其分散性和生物相容性，同时降低细胞毒性。
修饰后的CuS NPs在生理环境中稳定性增强，适合生物医学应用。
光热转换性能
在近红外光照射下，CuS NPs可通过表面等离子体共振将光能转化为热能，光热转换效率高达34.2%-80%，可用于肿瘤光热治疗。
二、制备方法
化学沉淀法
将铜盐（如氯化铜）与硫化物（如硫化钠）溶液混合，通过控制反应条件（温度、pH、浓度）制备粒径均一的CuS NPs。
水热法
以乙二胺四乙酸（EDTA）与乙酸铜为原料，先水热反应生成铜离子掺杂的碳量子点，再加入硫化钠溶液制备超小尺寸（约10 nm）水溶性CuS NPs。
热注射法
在高温下将铜源（如油胺铜）与硫源（如十二硫醇）快速注射混合，合成特定晶相结构的CuS NPs（如斜方蓝辉铜矿Cu₉S₅）。
模板法
利用聚苯乙烯微球等作为模板，通过控制反应条件合成中空介孔结构的CuS NPs（HMCuSNPs），其比表面积可达500-630 m²/g，载药容量显著提升。
三、核心应用领域
生物医学
光热治疗（PTT）：CuS NPs在近红外光照射下产生局部高温，消融癌细胞，具有微创、精准、副作用小的优势。
药物递送：作为载体负载化疗药物或基因物质，实现靶向递送与联合治疗。例如，中空介孔CuS NPs可高效负载药物，并通过光热效应控制释放。
成像示踪：兼具光声成像和光热成像功能，用于医学影像诊断。
抗菌应用：光热效应可加速脓肿消退，促进感染伤口愈合。
能源存储与转换
电极材料：CuS作为p型半导体，具有高电导率和良好氧化还原反应活性，可用于超级电容器和锂/钠离子电池电极。例如，Ni₃S₂@CuS复合材料能量密度达103.7 Wh/kg，功率密度15050.3 W/kg。
光催化：窄带隙（~2 eV）使其可捕获可见光，用于CO₂还原、水分解制氢等反应。例如，Cu₁.₉₅S@CuS异质结可提升CO₂光还原活性，产物选择性达100%。
环境治理
催化剂：参与氧化还原反应，降解染料等污染物。例如，CrOx-CuS异质结构在碱性介质中稳定催化水分解制氧。
吸附材料：高比表面积和介孔结构使其成为高效吸附剂，用于重金属离子或有机污染物去除。
CuS NPs，硫化铜纳米颗粒
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