光催化还原CO2被认为是一种具有前景的、能够解决碳排放问题以及缓解能源危机的前沿技术。寻找有效的改性策略提升光催化材料的载流子分离效率以及产物的选择性对于光催化还原CO2领域具有重要意义。近日，我校化学与环境工程学院石晛副教授在催化领域顶级期刊ACS Catalysis (中科院一区，Top期刊，IF：13.700)上发表以’CO2 photoreduction catalyzed by Cu-deficient Cu1.95S@CuS: Enhanced performance via boosted directional interfacial charge transfer”（DOI: 10.1021/acscatal.3c00492）为题的研究论文。
构建异质结结构和缺陷工程被认为是改善光生载流子转移和提高光催化活性的有效策略。这项工作中，通过调控反应条件原位制备了具有表面Cu缺陷的Cu1.95S@CuS异质结光催化材料，通过将缺陷工程与构建异质结结构相结合，提高了Cu1.95S@CuS光催化还原CO2的活性及产物选择性。Cu1.95S@CuS的Z型异质结结构及内建电场能够有效抑制光生载流子的复合，促进了光生电子从CuS向Cu1.95S的转移。此外，流至Cu1.95S的光生电子被其表面的Cu缺陷捕获，以此作为活性位点增强了对CO2分子的活化以及将CO2100%还原为CO的活性。通过原位XPS等有效策略证实了电子的定向转移，并通过原位红外对CO2光催化还原路径进行了充分的探索和分析。此外，从DFT计算结果可以得出结论，表面Cu空位和异质结界面可以有效降低决速步（COOH*生成步）的能垒，从而实现自发的选择性还原反应。本项工作为应用于太阳能源转换的催化剂改性提供了全新视角。
本工作中，我校化学与环境工程学院石晛副教授为第一作者，三峡大学材料与化工学院叶立群教授为通讯作者，四川轻化工大学为第一单位。本工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。
作者简介：石晛，副教授，现就职于四川轻化工大学化学与环境学院。主要从事页岩气安全开采、页岩气压裂返排液无害化处理、二氧化碳资源化利用等领域的研究。作为负责人主持国家自然科学基金青年基金1项，已在国内/国际知名期刊发表相关领域SCI论文28篇，如《Applied Catalysis B： Environmental》(IF = 24.319)、《Science Bulletin》(IF =20.577)、《ACS Catalysis》(IF = 13.700)、《Research》(IF=11.036)、《Angewandte Chemie International Edition》(IF = 16.823)等，已授权国际/国家发明专利16项（中国发明专利15项，美国发明专利1项），曾获中国石油和化工自动化应用协会技术发明一等奖、中国发明协会发明创业奖成果奖二等奖、四川省环境保护科学技术二等奖等奖项。
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