在阳离子交换反应中，相控制已成为合成纳米材料的重要方法之一，可精确定义其活性和性质。目前已有研究学者们探究了在纳米材料阳离子交换反应中的相工程影响因素，比如晶体结构和形态，但对于这些因素在异质结材料中的影响尚未进行系统性研究。

硫化钴物相的多样性（如CoS、Co₉S₈、Co₃S₄等）为探索Cu_2-xS基异质结体系的的阳离子交换相控制工艺提供了有价值的平台。目前已有报道证明CoS和Co₉S₈相可以通过Cu_2-xS与Co²⁺交换得到，然而通过传统阳离子交换方法尚未合成出Co₃S₄相。因此通过阳离子交换反应合成出Co₃S₄具有挑战性，这可能归因于不同硫化钴物相的动力学偏好以及热力学稳定性。

在此，合肥工业大学韩士奎教授与史成武教授合作，报道了一种MoS₂诱导的相控制方法，成功通过阳离子交换反应合成出具有多维结构的Co₃S₄-MoS₂异质结。与纯相Cu_1.94S纳米片离子交换中观察到的现象不同，Cu_1.94S-MoS₂异质纳米片可以通过阳离子交换反应转化为Co₃S₄-MoS₂，而纯相Cu_1.94S则无法通过离子交换得到Co₃S₄。这表明异质结中存在的MoS₂可以影响阳离子交换反应的热力学和动力学，促进Co₃S₄-MoS₂的形成。

与此同时，这种通过MoS₂诱导的相控制方法可以扩展到其他多维结构的Cu_1.94S-MoS₂模板中，显示出其具有多样性。

MoS₂会改变CE反应的起始位置，不同的阳离子交换路径可以归因于异质结中MoS₂和Cu_1.94S的组合，调节了最初Cu_1.94S 阳离子交换位点的活性。因此，MoS₂不仅在阳离子交换反应中起着物理屏障的作用，还会影响阳离子交换的活性位点。

大量实验结合理论计算进一步证明了MoS₂存在下Co₃S₄-MoS₂异质结的形成机制。通过构建Co₃S₄ (111)/MoS₂ (001)和Co₉S₈ (111)/MoS₂ (001)异质结模型来计算黏附功(W_ad)。黏附功越高，异质界面结合能力越强，界面系统越稳定。计算表明Co₃S₄ (111)/MoS₂ (001)的黏附功高于Co₉S₈ (111)/MoS₂ (001)体系。此外，Co₃S₄ (111)/MoS₂ (001)界面的Co-S键长比Co₉S₈ (111)/MoS₂ (001)的短。以上结果证明，MoS₂与Co₃S₄的结合具有更大的优势，这也与实验中所观察到的现象相吻合。

这项工作首次系统性的揭示了MoS₂的存在引起了Cu_1.94S-MoS₂异质结在阳离子交换反应中出现了相选择性行为，形成多维Co₃S₄-MoS₂异质结，填补了在阳离子交换反应的相工程研究中对异质结材料的探索这一空白。