硫化銅納米顆粒（CuS NPs）是一類具有特殊物理化學性質和廣泛應用潛力的納米材料，以下從結構特性、制備方法、應用領域三個方面進行詳細介紹：

一、結構特性

1. 半導體性質：CuS屬于p型半導體，帶隙約為1.2 eV，對可見光和近紅外光（NIR）具有良好的吸收能力，光生載流子分離效率高。

2. 形貌多樣性：根據(jù)結構不同，CuS納米顆粒可分為：

• 實心硫化銅納米顆粒：結構致密，適用于基礎光學和電學研究。

• 中空硫化銅納米顆粒：內部具有空腔結構，可提高載藥能力，適用于藥物輸送和腫瘤治療。

• 中空介孔硫化銅納米顆粒（HMCuS NPs）：兼具中空結構與介孔表面，比表面積更大（可達500-630 m2/g），負載能力更強，是多功能治療平臺的重要組成部分。

3. 高比表面積：單位質量的納米顆粒擁有更多表面原子，提供更多反應位點和活性中心，有利于藥物負載、催化反應等。

4. 優(yōu)異的光電性能：對近紅外光（808 nm）具有強吸收能力，光熱轉換效率高，可產生≥50℃的熱量，用于光熱治療。

5. 良好生物相容性：細胞毒性低，適合作為生物醫(yī)學領域的藥物載體。

二、制備方法

1. 液相法：

• 水熱/溶劑熱法：在密閉反應釜中，通過高溫高壓條件合成CuS納米顆粒。例如，以鈦酸四丁酯為模板，加入L-半胱氨酸蝕刻液，160℃反應18小時，可制備壁厚8 nm、孔徑4-6 nm的中空介孔結構。

• 微乳液法：利用表面活性劑形成微乳液體系，控制反應條件合成納米顆粒。

• 模板法：以聚苯乙烯微球為模板，加入硫酸銅和硫代乙酰胺溶液，反應后溶解除去模板，得到中空結構。

2. 氣相法：通過物理或化學氣相沉積技術制備CuS納米顆粒。

3. 固相法：通過固相反應合成CuS納米顆粒，但成本較高，工業(yè)化應用較少。

三、應用領域

1. 生物醫(yī)學：

• 光熱治療（PTT）：利用近紅外光吸收能力，將光能轉化為熱能，殺滅腫瘤細胞。

• 光動力學治療（PDT）：在近紅外光照射下，CuS納米顆粒釋放銅離子，與周圍環(huán)境發(fā)生氧化還原反應，產生羥自由基（·OH），誘導癌細胞凋亡。

• 藥物載體：作為多功能藥物載體，負載化療藥物、基因物質或熒光探針，實現(xiàn)聯(lián)合治療（如PTT+PDT+化療）與診療一體化。

• 抗菌應用：通過光熱效應和銅離子釋放，有效殺滅細菌（如MRSA）。

2. 催化領域：

• 氧化還原反應：作為催化劑用于CO氧化、水煤氣變換反應等，高比表面積提供更多活性位點。

• 光催化：利用窄帶隙（~2 eV）捕獲可見光，用于CO?還原、水分解等反應。例如，Cu1.95S@CuS異質結構減少了光生電荷載流子復合，增強了CO?向CO的光還原活性，產物選擇性可達100%。

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