部分阳离子交换反应可用于合理设计和合成异质结构纳米粒子，这些纳米粒子是光催化、纳米光子学、热电学和医学应用的有用靶标。这种反应引入了颗粒内框架，该框架定义了异质结构纳米颗粒内不同材料的空间排列，以及它们界面的方向和位置。

在这里，宾夕法尼亚州立大学Raymond E. Schaak报道了当加热到与其合成和应用相关的温度时，异质结构ZnS−Cu_1.8S纳米棒的ZnS区域和Cu_1.8S/ZnS界面会发生迁移和重组。

文章要点

1）研究人员首先使用部分阳离子交换反应来合成七个不同样品的库，其中包含嵌入Cu_1.8S纳米棒中的各种ZnS斑块、条带和尖端。在溶液或空气中退火后，异位TEM分析显示，ZnS域根据其尺寸和位置以不同方式迁移。

2）研究人员使用差示扫描量热法，将ZnS迁移的阈值温度与Cu_1.8S的超离子转变温度相关联，这有助于在整个纳米棒中快速扩散。然后，使用原位热TEM研究单个ZnS−Cu_1.8S纳米棒在加热时的演化。研究人员发现，ZnS域迁移是通过成熟过程发生的，该成熟过程最大限度地减少具有较高能量界面的小斑块，有利于具有较低能量界面的较大能带和尖端，以及通过重组较高能量的Cu_1.8S/ZnS界面。

3）值得注意的是，含有多个ZnS片的Cu_1.8S纳米棒热转变为具有ZnS尖端和/或中心带的ZnS−Cu_1.8S异质结构纳米棒，这为这些常见观察到的产物在合成过程中如何形成提供了机制见解。

参考文献

Haley L. Young, et al, Thermally Induced Domain Migration and Interfacial Restructuring in Cation Exchanged ZnS−Cu_1.8S Heterostructured Nanorods, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c08765

https://doi.org/10.1021/jacs.3c08765