光催化还原CO₂是光催化制备高附加值太阳燃料的重要技术，但是光催化的界面电荷输运对光催化反应性能具有显著的阻碍。

有鉴于此，中国地质大学黄洪伟教授、 郑州大学李俊教授、武汉理工大学李能教授等报道为了解决这个困难，设计开发了2D/2D的p-n异质结CuS-Bi₂WO₆（CS-BWO）。通过两步串联的水热反应合成反应，得到这种连接较好并且界面晶格匹配较好的2D/2D异质结。

本文要点

（1）

CS与BWO的异质结结构形成较强的界面电场，由于功函差异和界面连接和晶格匹配，因此提供快速电荷转移的通道。通过p-n异质结促进Cu向Bi电子转移，因此Bi位点形成较高的电子密度和低氧化态。BWO纳米片的Bi位点有助于CO₂分子的吸附和活化，生成高覆盖度的b-CO₃^2-，CS能够作为光吸收材料提供丰富的光生电子，光生电子注入BWO的导带用于光催化还原CO₂。

（2）

这种p-n异质结CS-BWO生成CO和CH₄的产量分别达到33.9 μmol g^-1 h^-1和16.4 μmol g^-1 h^-1，比CS、BWO、或者CS-BWO混合物的性能更好。这项研究开发了一种创新设计策略构筑高活性异质结光催化剂进行CO₂转化为高附加值太阳燃料。

参考文献

Jiaqi Tian, Yangyang Zhang, Zuhao Shi, Zhongyi Liu, Zaiwang Zhao, Jun Li, Neng Li, Hongwei Huang, Enabling Interfacial Lattice Matching by Selective Epitaxial Growth of CuS Crystals on Bi₂WO₆ Nanosheets for Efficient CO₂ Photoreduction into Solar Fuels, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202418496

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202418496