人造光合作用可以通过使用半导体光催化剂将二氧化碳（CO₂）和水（H₂O）转化为碳氢化合物，从而提供有价值的燃料并对温室效应产生积极影响。然而，低效率的载流子解离和运输以及缺乏表面活性位点是提高其活性和光催化还原二氧化碳选择性的两个主要缺点。近年来，ReS₂以其独特的理化性质而在光催化领域引起了极大的关注。然而，ReS₂在光催化还原二氧化碳方面的应用却鲜有报道。

有鉴于此，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授和冉景润等人，报道了在ReS₂纳米片和CdS纳米粒子之间形成的异质结，使得CO的产量显著提高，达到7.1μmol g^-1，选择性达到93.4%。

本文要点

1）通过超声剥离的方法制备了超薄的ReS₂纳米片并与硫化镉纳米颗粒复合得到了I型异质结，ReS₂纳米片厚度约6.5 nm。这种超薄的结构有利于其表面暴露更多的活性位点。

2）所制备的ReS₂/CdS异质结显示出增强的可见光吸收，高效的电子-空穴对分离/转移以及在原位产生的ReS₂硫空位上增加的CO₂吸附/活化/还原，这些都有利于CO₂的光还原。

3）在光催化性能试验中发现，最优ReS₂/CdS异质结的一氧化碳产量约为7.1 μmol g^-1，相比CdS纳米颗粒的性能提高了大约3倍，而且在循环测试中该异质结结构表现出很好的循环稳定性。

总之，该工作对催化、电子学和光电子学中表面活性位点和半导体异质结的实际设计和制造具有重要的指导作用。

参考文献：

Yanzhao Zhang et al. ReS₂ Nanosheets with in situ Formed Sulphur Vacancies for Efficient and Highly‐Selective Photocatalytic CO₂ Reduction. Small Science, 2020.

DOI: 10.1002/smsc.202000052

https://doi.org/10.1002/smsc.202000052