近日，我院苏耀荣教授团队在国际高水平学术期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（中科院一区期刊，影响因子9.4）上发表题为“Electrostatic self-assembly of g-C₃N₄/AgInS₂ heterostructures with electronic localization at sulfur site for enhanced CO₂ photoreduction performance”的最新研究成果。深圳技术大学新材料与新能源学院为唯一完成单位，孟爱云副教授、硕士研究生杨沛颐为论文共同第一作者，苏耀荣教授、钟威副研究员为共同通讯作者。

在全球气候变暖和能源危机背景下，如何将二氧化碳（CO₂）高效转化为可再生燃料成为科研焦点。传统石墨相氮化碳（g-C₃N₄）光催化剂因CO₂吸附能力弱、光吸收范围窄、电荷复合快等瓶颈，光催化性能受限。苏耀荣教授团队创新性地开发了g-C₃N₄/AgInS₂异质结光催化剂，通过静电自组装技术实现材料高效复合，为CO₂光还原提供新思路。

研究团队利用g-C₃N₄与AgInS₂的能级差异，通过静电吸附构建紧密界面接触，促使电子从g-C₃N₄定向转移至AgInS₂，形成富电子硫位点（S^(2+δ)⁻）。理论模拟与实验表明，该结构能显著增强CO₂吸附能力（吸附能达-1.58 eV），并拓宽光吸收至近红外区（吸收边达1000 nm）。该g-C₃N₄/AgInS₂异质结还大幅提升了电荷分离效率，光电流密度较纯g-C₃N₄提高14倍。优化后的催化剂在可见光下还原CO₂产CO的速率达121.08 μmol·h⁻¹·g⁻¹，较单一材料提升超2倍，且连续反应5小时性能无衰减。原位红外光谱揭示CO₂通过*COOH中间体转化为CO，硫位点的富电子特性直接驱动碳氧键活化，促进了CO₂的吸附和转化。

图1 g-C₃N₄/AgInS₂异质结光催化剂的CO₂还原性能及机理示意图。

此项研究通过异质结设计调控活性位点电子密度，为开发高性能CO₂还原光催化剂提供了新的思路。该工作兼具环境治理与能源转化双重价值，有望助力CO₂转化技术落地，加速碳中和目标实现。

该工作获得国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、广东省教育厅、深圳市科创委、深圳市超级金刚石与功能晶体应用技术重点实验室、污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室开放基金的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979724030960?via%3Dihub