研究人员围绕“能否仅依靠阳光与低成本材料实现清洁制氢，同时去除水体有毒污染物”的问题，开展了对γ-In2S3半导体的改性研究。团队表示，通过原子尺度的微调，可在不添加贵金属、也不构建复杂异质结的前提下，显著提升该材料在可见光条件下的催化性能。相关成果已发表于《国际氢能杂志》。

在材料制备方面，研究团队采用简便的加热方法合成超薄γ-In2S3纳米带，并在其结构中引入少量Mg2+、Ca2+和Sr2+离子。研究人员称，尽管γ-In2S3已被广泛用于能源与环境方向研究，但此前尚未有工作系统探索以这组碱土金属进行掺杂，并评估其对结构与催化行为的影响。

结构表征结果显示，掺杂后材料原有晶相保持完整。研究团队通过X射线衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）以及拉曼光谱等手段，观察到晶粒尺寸、表面纹理与层间距等出现调整。研究人员指出，这些变化提升了可用比表面积，尤其在Ca掺杂样品中更为明显，从而带来更多潜在反应活性位点。

在电子与光学性质方面，团队利用紫外-可见吸收光谱、光致发光、莫特-肖特基分析、电化学阻抗谱以及霍尔效应测量等方法，跟踪载流子在晶格中的迁移行为。研究人员表示，掺杂可重塑能带结构、增强可见光吸收并降低电荷传输阻力，使电子与空穴分离更高效，并更快到达催化剂表面，从而加速目标反应。

在可见光条件下的性能测试中，Ca掺杂γ-In2S3表现最为突出：4小时内产氢量达到688 μmol g⁻¹，同时对除草剂2,4-D的降解率为95.47%。相比之下，未掺杂γ-In2S3的活性明显较低。稳定性方面，研究人员称Ca改性催化剂在多次循环后仍能保持超过91%的活性。

研究团队还评估了操作条件对降解效果的影响，包括pH值、污染物浓度、催化剂负载量以及牺牲试剂水平等，并据此对体系进行优化。在其给出的最佳条件下，降解效率可达99.53%。研究人员表示，这些结果显示材料不仅具备较高性能，也对可控工艺参数呈现可预测响应。

研究人员强调，该策略的特点在于工艺相对简化、所用元素成本较低，且无需依赖贵金属或复杂器件结构。团队认为，针对性选择掺杂剂可调节光吸收与电荷动力学，从而提升光催化效率，为可规模化制氢与阳光驱动水处理技术提供了进一步的研究路径。

另据介绍，Dr. Latha Marasamy为UAQ化学-能源科学项目研究教授，带领由国际学生与研究人员组成的团队开展可再生能源相关研究，方向包括第二代与第三代太阳能电池及多类半导体与功能材料体系。