随着工业化的加速，重金属离子污染已成为全球水环境治理的核心挑战之一。在各种重金属离子中，六价铬（Cr(VI)因其高毒性、强迁移性和致癌性而广受关注。它广泛存在于电镀、皮革加工、金属冶炼等工业活动中排放的废水中[1]。尽管传统的化学还原方法可以将Cr(VI)转化为毒性较低的三价铬（Cr(III)），但这些方法存在二次污染的风险和高能耗的问题[2,3]。作为一种绿色可持续的替代方案，光催化技术利用半导体材料在光照下生成光生载流子，直接驱动Cr(VI)的还原[4,5]。该技术具有高效、无毒和可再生的优点。
常用的光催化剂，如基于金属有机框架（MOFs）的光催化剂[[6], [7], [8]]、基于硫化物的光催化剂[[9], [10], [11]]和基于氧化物的光催化剂[[12], [13], [14]]，已被用于Cr(VI)的还原研究，并取得了有希望的结果。然而，单相光催化剂（如MOFs、CdS、TiO₂和g-C₃N₄等）对Cr(VI)的还原性能仍受到材料内部光生电子和空穴快速复合的严重限制。这促使研究人员经常修改这些单相光催化剂或基于它们构建异质结构系统以改善其催化性能。众所周知，CdS作为一种核心光催化剂，具有优异的可见光响应能力和快速的电子传输速率，因此在光催化领域得到了广泛研究[15,16]。然而，传统的基于CdS的光催化剂仍无法满足复杂离子环境（例如高盐度、多种金属离子共存）的实际应用要求，主要是由于光生电子-空穴对的高复合率和表面活性位点不足[2]。此外，单相CdS光催化剂在光催化还原Cr(VI)方面的性能不佳，可以归因于其内在的光生电子-空穴对快速复合率和对Cr(VI)的选择性光催化还原能力较弱。值得注意的是，后续构建的异质结构已被证明能有效提高CdS的光催化还原性能[[17], [18], [19]]。然而，构建异质结构通常需要精确的理论指导，并涉及复杂的制备过程。因此，开发简单高效的光催化剂制备策略至关重要。
除了构建异质结构外，提高CdS光催化剂性能的其他策略还包括形态调控和元素掺杂等。这些方法具有相对简单的可控合成过程。特别是，元素掺杂已被证明可以有效调节半导体的能带结构，抑制光生电子和空穴的复合，从而优化电荷传输路径并提高光生载流子的分离效率[20,21]。Shi等人[22]制备了掺磷的CdS光催化剂并评估了其光催化产氢性能。他们报告称，磷掺杂引入了与硫（S）空位相关的杂质能级，这些杂质能级靠近费米能级，起到了有效的电子陷阱作用。这显著抑制了光生电子-空穴对的复合，从而延长了光生载流子的寿命。得益于掺杂光催化剂的独特优势，基于掺杂CdS的异质结构光催化剂也成为研究的重点[[23], [24], [25], [26]]。Wang等人[25]设计了一种掺铈的CdS/N-rGO光催化剂，实现了高效的四环素降解。他们的研究表明，掺入CdS中的铈离子作为电子捕获位点，促进了界面电荷传输，并与超薄N-rGO修饰剂协同作用，有效提高了光生载流子的分离效率。尽管已经开发了多种用于不同光催化应用的掺杂CdS光催化剂，但很少有研究报道它们在光催化还原Cr(VI)中的应用，相应的反应机理也不清楚。为了满足高效光催化还原Cr(VI)的需求，开发高性能的掺杂CdS光催化剂无疑将进一步推动基于CdS的光催化剂的发展，并扩展其在光催化领域的研究和应用。
金属离子掺杂已被证实是调节半导体电子结构和提高其光催化性能的有效策略[27]。在各种金属离子中，铟（In3+的离子半径（0.81 Å）与Cd2+（0.97 Å）相似，可以优先占据晶格位点并诱导晶格畸变。这种效应进一步优化了电荷传输路径并提高了光生载流子的分离效率[[28], [29], [30]]。基于这些考虑，本文通过简单的水浴法成功制备了掺铟的CdS（InCdS）纳米粒子光催化剂。通过采用晶格调控和缺陷工程策略，通过引入晶格畸变和增加S空位浓度，有效提高了InCdS的光催化还原Cr(VI)性能。同时，InCdS对不同的pH值和复杂离子环境表现出很强的适应性。最后，详细研究了InCdS的光催化还原Cr(VI)的反应机理。这项工作不仅为开发高效稳定的Cr(VI)还原光催化剂提供了理论基础，还为环境催化领域中涉及晶格调控和缺陷工程的协同设计策略的应用开辟了新的途径。
