得益于贵金属（比如Ag、Au、Pt等)的SPR效应，等离激元金属修饰的AT-MoS₂光阳极由于增强的光吸收、加速的电荷载流子分离和传递以及增多的活性位点而表现出优异的PEC性能。然而，贵金属的高成本是大规模制备含贵金属电极的限制因素。为此，提出了两条优化路线：一是开发更高效的贵金属负载方法来减少其用量，例如单原子负载策略已被证明是大规模制备含贵金属电极的有效途径；二是探索新型低成本等离激元材料来替代贵金属。

图1. 等离激元金修饰的MoS₂光阳极的制备。

将宽带隙半导体与窄带隙半导体耦合以构建具有能带匹配的异质结构是提高PEC水分解能力的有效策略。少层MoS₂已被用来修饰多种宽带隙半导体，结果表明具有窄带隙的少层MoS₂可以显着增强宽带隙半导体基底的光吸收。此外，内置电场的形成可以诱导光生电荷载流子的有效分离。形貌调控是制备高性能少层 MoS₂/半导体光电阳极的有效策略。通常，具有阵列结构的宽带隙半导体基底会表现出更好的PEC性能。这是因为阵列结构有利于载流子的定向传递和分离，并且提供更大的电极/电解质接触面积，同时由于光的散射效应提高了电极的吸光能力。此外，AT-MoS₂ 的形貌也至关重。MoS₂的边缘比其基面具有更高的催化活性，使用CVD或ALD技术，可以制备垂直排列的AT-MoS₂ 修饰的半导体光阳极，这种特殊结构不仅提供了更多的活性位点，而且促进了载流子的分离和传递。将阵列型半导体基底与具有特殊形貌设计的AT-MoS₂相结合应该是制备高性能少层 MoS₂/半导体光电阳极的最佳策略。

图2. 金纳米棒修饰的负载MoS₂的TiO₂纳米阵列光阳极。

与少层 MoS₂相比，大面积的二维单层MoS₂被认为更适合光电应用。然而目前对单层MoS₂/半导体光电阳极的研究较少，虽然单层MoS₂改性的半导体光电阳极表现出了优异的PEC活性和稳定性，但无缺陷的大面积单层MoS₂的制备仍然是一个挑战。

图3. 单层MoS₂修饰的GaN光阳极用于稳定的PEC水分解。

基于范德华相互作用在不同二维层状材料之间构建2D/2D异质结构已被证明是优化二维材料光电性能的一种有效策略。研究表明二维双层异质结中的层间电荷载流子比单层材料具有更长的寿命，此外，2D/2D结构可以诱导界面电荷载流子的有效分离。然而，目前制备的AT-MoS₂基的2D/2D异质结光阳极所使用的二维材料主要集中在过渡金属二硫化物范围内。探索具有合适能带结构的其他二维材料来制造新型AT-MoS₂基的2D/2D异质结光电阳极是一个有价值的研究领域。

图4. MoS₂/WS₂ 2D/2D异质结光阳极。

与层状MoS₂相比，具有更大比表面积和更丰富边缘原子的MoS₂ QDs被认为更适合催化应用。然而，在PEC系统中，关于MoS₂ QDs的大多数研究都集中在阴极的析氢反应。因此，将MoS₂ QDs应用于PEC光阳极的制备是一个非常有前景的研究领域。MoS₂ QDs在高性能光阳极的制造中已显示出潜在的应用价值。

图5. MoS₂ QDs修饰的WO₃光阳极用于PEC水分解。

AT-MoS₂基光阳极在水处理方面也有着重要应用，比如氨氮去除、有机污染物降解以及饮用水杀菌消毒等。AT-MoS₂对目标污染物的吸附能力是其在废水处理中的一个优势，这为研究人员开发具有精细设计的AT-MoS₂基光电阳极提出了挑战。AT-MoS₂基光阳极的光腐蚀问题是其在PEC水处理系统中需要考虑的重要因素。研究人员应从多方面尝试提高AT-MoS₂基光阳极的稳定性，尤其是电极本身的结构调控、氧化还原体系的构建、目标污染物的选择等。此外，需要注意探究光阳极和阴极的协同作用，以优化PEC系统的水处理效率。

图6. (a) 使用MoS₂/TiO₂光阳极活化氧硫自由基去除NH₃-N，(b) 使用MoS₂/WS₂/TiO₂光阳极活化氧硫自由基去除NH₃-N，(c) 使用 MoS₂-SnO₂/EG光阳极降解环丙沙星，(d) 将MoS₂/MoOx光阳极用于饮用水中大肠杆菌的灭活。

光阳极的形态对其PEC性能起着至关重要的作用。CVD和ALD是非常有前途的技术，可以控制AT-MoS₂的形貌特征使MoS₂边缘的活性位点得到充分的暴露。此外，对于含有AT-MoS₂的异质结光阳极，半导体基底的形貌对其PEC性能也有至关重要的作用。设计纳米阵列结构的半导体基底有利于对光子的捕获，也有利于光生载流子的定向分离和传递，从而有效减少载流子的复合，提高对太阳能的利用效率。目前，AT-MoS₂基异质结光阳极的制备还主要集中在二元异质结，而三元甚至多元AT-MoS₂基异质结光阳极的制备有待于进一步探索。

值得注意的是，AT-MoS₂与半导体基底的接触是一个需要考虑的重要因素，高质量接触有利于电荷载流子的传递。原位生长方法，比如水热法、CVD和ALD法有利于形成高质量的接触。而对于沉积、涂覆和浸渍等方法，后续的退火过程是在AT-MoS₂和半导体基底之间形成高质量接触的有效方法。

与层状MoS₂相比，MoS₂量子点可以提供更多的催化活性位点，其量子尺寸有利于光生载流子的分离。然而，MoS₂ QDs的量子效应增加了其带隙能，导致吸收光谱范围变窄。尽管如此，对于MoS₂ QDs 基光阳极的研究仍然具有广阔的前景。然而，目前关于MoS₂ QDs基光阳极的研究工作较少，值得进一步努力，尤其是对MoS₂ QDs基光阳极作用机制的揭示。

AT-MoS₂一般有两相，1T相和2H相。2H相AT-MoS₂是典型的窄带隙半导体，可以扩展其他宽带隙半导体基底的光吸收范围。而1T相AT-MoS₂由于其金属特性而具有优异的导电性，有利于电子的转移。更有趣的是，1T和2H混合相的AT-MoS₂也具有重要的研究价值。有工作表明，混合相AT-MoS₂可以有效地促进光生载流子的分离。我们建议研究人员在对AT-MoS₂基光电阳极的设计过程中充分利用AT-MoS₂的不同相的优势来优化其PEC性能。

本综述主要总结了AT-MoS₂基光阳极在水分解产氢和水处理领域的应用。与制氢的研究相比，水处理的研究相对较少，值得进行更有意义的工作。实际上，水处理与制氢的结合将是一个更有价值的研究领域，可以实现能源转换与环境修复相结合。此外，AT-MoS₂的功能修饰也是提高其PEC性能的有效方法，例如助催化剂负载和离子掺杂。