利用阳光将二氧化碳（CO₂）转化为化学燃料可以同时解决温室效应和化石燃料危机。ZnSe纳米晶具有低毒和优异的光电性能，是一种很有前途的光催化候选材料。然而，由于严重的电荷复合和缺乏有效的CO₂还原催化中心，原始ZnSe的催化活性普遍较低。

近日，浙江师范大学Zhengquan Li，De-Li Chen，Jin Wang报道了设计并制备了一种生态友好的ZnSe−CsSnCl₃Ⅱ型异质结复合光催化剂，用于光催化CO₂还原。

文章要点

1）研究人员采用静电自组装的方法将ZnSe纳米棒修饰在CsSnCl₃钙钛矿型NCs上。与广泛使用的铅基钙钛矿相比，CsSnCl₃钙钛矿具有毒性低、带隙窄、导电性好等优点。在可见光照射下，ZnSe−CsSnCl₃Ⅱ类异质结复合材料的CO₂转化率达到57μmol g⁻¹ h⁻¹，是原始ZnSe NRs的5.0倍。

2）通过实验表征和理论计算相结合的方法，系统地研究了CO₂还原中光致载流子的传递和主要中间体的自由能。研究发现，ZnSe−CsSnCl₃异质结复合材料光催化性能的提高主要来源于两个方面：(1) ZnSe−CsSnCl₃形成交错能带结构的Ⅱ型异质结复合物抑制电荷复合，促进电荷分离；(2) CsSnCl₃钙钛矿上CO₂*到COOH*的限速步骤具有较低的能垒，有利于在ZnSe−CsSnCl₃上还原CO₂。更重要的是，光生电子从ZnSe转移到CsSnCl₃，后者(CsSnCl₃)为CO₂还原提供了催化中心。

本工作提出了一种基于环保金属硫化物和钙钛矿的Ⅱ型异质结复合光催化剂，对ZnSe−CsSnCl₃异质结复合光催化剂的光催化还原机理进行了深入的研究。这项工作将进一步激发人们对钙钛矿型光催化剂开发的兴趣，并对光催化CO₂还原有一个基本的认识。

参考文献

Nuoya Li, et al, ZnSe Nanorods−CsSnCl₃ Perovskite Heterojunction Composite for Photocatalytic CO₂ Reduction, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c11442

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11442