金属硫族超四面体纳米团簇拥有精确可调的组份和尺寸。以此类团簇为构筑基元的簇基晶态半导体材料在光电、催化、能源以及气体吸附等领域拥有良好的应用前景。早期针对金属硫族超四面体纳米团簇的研究主要集中在以下两个方面:1)通过调节团簇间的连接方式,构筑具有不同拓扑类型的开放骨架材料,研究它们在气体吸附与检测、离子交换等方面的应用;2)通过调控团簇中掺杂金属的类型以及位置,研究特定金属在光致发光、电致发光等方面的应用。但是这些研究依旧停留在体相层面,化合物所呈现的仍是基于团簇的微米级块状晶体的性能,而非单个团簇本身的性能。从纳米或者原子尺度上直接研究半导体团簇的光电性能,探究团簇内部原子间的相互作用,深入理解单个团簇的本征性能是非常有意义和必要的,然而这一方面的研究依然存在着缺失。基于此,我们提出的研究计划为:以离散型金属硫族超四面体团簇为前驱物构筑簇基复合材料,研究团簇本身的光、电催化性能。（1）以含有预先富集多元金属的、离散型金属硫族超四面体团簇的微米级晶态材料为前驱物,选用合适的溶剂以及适当的分散条件,使晶格中孤立或离散的金属硫化物超四面体团簇分散在液相中,研究它们的分散稳定行为。（2）将金属硫族超四面体团簇（Tn）均匀地分散在氮掺杂的石墨烯表面（NRGO）,团簇在自身静电作用力驱动下,聚集成粒径约为4 nm的纳米粒子（NPs）,最终制备Tn-NPs/NRGO杂化复合材料。通过原位调控金属硫族超四面体团簇中的金属元素的种类（Mn、Zn、Co）,研究了含有不同过渡金属元素的杂化材料在1 M KOH电解液中的电化学催化产氢性能。研究结果表明,由Mn、Zn、Co三元金属共同限域在同一个团簇构筑的杂化复合材料,拥有最低的析氢过电位。这表明三种过渡金属的协同作用是提升杂化材料析催化氢性能的关键因素。理论计算亦表明,材料的活性位点是团簇棱上的硫原子,它们对氢离子的吸附自由能接近于零。将多种二价金属限制在同一个团簇内,不仅能够调控表面硫原子对氢的吸附能,还降低了团簇表面的三价镓离子对水的解离能,提升了材料的电催化产氢性能。（3）我们首先将具有不同尺寸和组份的金属硫族超四面体团簇（Tn-M）分散到合适溶液介质中形成均相的分散体系,然后与银纳米线（Ag-NWs）的水分散液相混合,利用团簇表面的S原子与金属Ag的强烈亲和力,构筑了一系列拥有多元金属组份的多级异质结构,并研究了不同组份的异质结在可见光驱动下的产氢性能。研究结果表明,同时包含Zn和Mn金属硫族团簇与银线复合得到的异质结（T4-MnZn GaSn/Ag₂S/Ag-NWs）表现出最佳的光催化性能。光催化产氢性能的提升,一方面得益于一维Ag-NWs的快速导电性能,以及硫化物纳米粒子对可见光的吸收能力;另一方面,Zn和Mn在原子尺度上的协同作用是增强光催化产氢性能的关键因素。（4）将含有Cd和In的金属硫族超四面体团簇（T5-CdInS）均匀地分散于水相溶剂中。然后加入TiCl₄,通过其水解后的产物吸附团簇聚集的纳米颗粒,形成二维层状复合材料,通过后续的高温热解过程,将Cd和In元素原位掺杂到二氧化钛晶格中,最终制备得到Cd/In共掺杂的二氧化钛纳米片（Cd/In-TiO₂）。鉴于这种多金属掺杂的二氧化钛纳米片拥有良好的可见光吸收能力,研究了它们在可见光下照射下催化降解染料的性能。研究结果表明,700℃热解得到的TiO₂纳米片在可见光下拥有快速降解亚甲基蓝的性能。Cd和In共掺杂在TiO₂晶格内,与Cd/In/S纳米粒子附着在二氧化钛表面形成的复合材料相比,Cd和In共掺杂得二氧化钛二氧化钛纳米片能够在可见光下直接吸收光电子,然后传递给催化底物,避免了电子在界面传递过程中的能量损失,提升材料的催化性能。