通过发展光催化剂，促进CO₂光化学还原制备高附加值化学品，是一种具有前景的缓解能源消耗和环境污染问题的方法。不含铅的钙钛矿材料Cs₃Bi₂Br₉量子点光催化剂具有很强的光化学还原性能以及可控的产物选择性，因此受到光催化还原CO₂反应的广泛关注。但是，Cs₃Bi₂Br₉钙钛矿光催化剂载流子快速的复合，导致非常弱的光催化活性，阻碍Cs₃Bi₂Br₉光催化剂材料的应用。

有鉴于此，中国地质大学徐飞燕等报道通过SnO₂纳米纤维和Cs₃Bi₂Br₉量子点之间通过静电组装构筑SnO₂/Cs₃Bi₂Br₉的S型异质结光催化剂，实现了优异的光催化还原CO₂制备CH₄活性。

主要内容

（1）

通过DFT理论计算和实验研究，发现Cs₃Bi₂Br₉向SnO₂发生电子转移，并且形成界面电场，并且在界面产生能带弯折。这种界面效应有助于光电子从SnO₂向Cs₃Bi₂Br₉转移，形成SnO₂/Cs₃Bi₂Br₉的S型异质结，促进光激发电子/空穴分离。

（2）

由于窄带Cs₃Bi₂Br₉的增强光吸收，以及Cs₃Bi₂Br₉的表面生成CH₄的能垒降低，因此SnO₂/Cs₃Bi₂Br₉异质结光催化剂实现了优异的光催化还原CO₂性能，CH₄的选择性达到70 %。

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Peiyu Hu, Guijie Liang, Bicheng Zhu, Wojciech Macyk, Jiaguo Yu, and Feiyan Xu*, Highly Selective Photoconversion of CO₂ to CH₄ over SnO₂/Cs₃Bi₂Br₉ Heterojunctions Assisted by S-Scheme Charge Separation, ACS Catal. 2023, 13, 12623–12633

DOI: 10.1021/acscatal.3c03095

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c03095