半导体纳米晶因其量子效应带来的独特物理化学性质,从而受到研究者的广泛关注。在过去的几十年间,半导体纳米材料的制备和应用研究均取得了飞速的发展。然而,在实际应用中,传统半导体纳米材料因无法满足低成本、易制备及无毒等的要求而受到颇了多限制。铜基多元硫族化合物纳米晶是一种具有制备方法简单、组成元素丰富且拥有高的光吸收系数等特性的新型半导体纳米材料。此类材料独特的元素组成和结构,促使其拥有一些新颖的物理和化学性质。如何设计合理的合成方法制备新型的铜基硫族化合物纳米晶,并且精确的控制其物相结构、组分和形貌及实现宏量制备,仍是目前亟待解决的关键问题。本论文旨在开展铜基多元硫族化合物纳米晶的结构设计、可控合成及性能研究。利用胶体合成法制备了一系列由纤锌矿和闪锌矿物相构成的铜基多元硫族化合物同素异相体（多形体）纳米晶,并研究了同素异相界面对光电化学性质的影响。在此基础上,利用表面活性剂和反应前驱物的协同作用,合成出铜基四元硫化物纳米带,并且实现了铜基多元硫族化合物纳米晶的宏量制备。取得的主要成果如下:1.发展了一种合金多形体纳米晶的合成方法。以二苯基硒醚为硒源,十二硫醇为硫源,通过胶体合成法制备出了不同S/Se比的铜基三元I-III-VI2多形体纳米晶。所制备的多形体具有纤锌矿圆柱和闪锌矿/黄铜矿尖端的形貌特征,且不随S/Se比例而改变。通过反应时间相关实验研究了 CuInS₂与CuInSe₂多形体纳米晶的生长机理。以多形体纳米晶制备的光电极表现出了稳定的光电化学活性。密度泛函理论计算阐明了这种多形体纳米晶的电子结构和能带匹配形式,证明这种三元多形体具有Type-II构型和优异的光生电子-空穴分离能力。2.设计并发展了一种铜基四元硫族化合物多形体纳米晶的普适合成方法。以二苯基硒醚为硒源、十二硫醇（DDT）为硫源和表面活性剂成功制备了Cu₂CdSn(S_xSe_1-x)₄（CCTSSe）多形体,其中闪锌矿结构选择性生长在纤锌矿结构（000±2）面上。这种CCTSe多形体主要有两种形貌:子弹状（闪锌矿物相只在纤锌矿物相一端生长）和橄榄球状（闪锌矿物相在纤锌矿物相两端生长）。研究发现,产物中Cd含量直接影响多形体的形貌,且产物中子弹状CCTSSe多形体纳米晶的比例随着产物中Cd的含量的增加而增加。以DDT为硫源,成功制备了一系列Cu₂MSnS₄（M=Zn,Cd,Co,Mn,Fe）多形体纳米晶,并研究了硫醇的种类和用量、锌源的用量、溶剂种类和反应温度对多形体合成的影响。与普通的纤锌矿和闪锌矿结构CZTS纳米晶相比,多形体纳米晶表现出更优异的光催化产氢性能且橄榄球状多形体的光催化产氢效率更高,进一步证明了多形体界面的存在能够有效促进光生电子和空穴的分离。3.发展了一种铜基四元硫化物二维纳米材料的可控合成方法。通过油胺和十二硫醇的协同作用,制备了厚度仅10纳米左右的纤锌矿结构的Cu-Zn-M-S（M = In,Ga）单晶纳米带。研究发现,纳米带中锌的含量对其光催化性质有显著的影响,当ZnS/CuInS₂=4倍时,纳米带的光催化产氢速率最高且达到67μmol h.1（30mg）;在相同的锌含量下,Cu-Zn-Ga-S纳米带的产氢速率可以达到80μmolh-1（30mg）。4.设计并发展了一种铜基多元硫族化合物纳米晶的宏量制备方法。铜基硫族化合物纳米晶是一种重要的能量转化材料,因此实现宏量制备可以使其更好地应用到生活与工业当中。以SeO₂为硒源、S粉为硫源,利用热注射法成功实现了单分散Cu₂Sn(S_xSe_1-x)₃纳米晶宏量制备,并研究纳米晶中S/Se比例对合金热电性质的影响。研究发现,当S/Se比例为1/1时,Cu₂Sn(S_xSe_1-x)₃纳米晶具有最好的热电性能且热电优值达到0.42（380℃）。此外,以二苯基硒醚为硒源、十二硫醇为表面活性剂,利用热注射法实现了单分散纤锌矿结构Cu₂ZnSnSe₄和Cu₂CdSnSe₄纳米晶的宏量制备。