光催化CO2还原产物的选择性和效率往往受到人工光合系统中多电子转移和反应中心的限制。迄今为止，已经开发出各种策略来改善光催化CO2还原反应的性能，包括开发原子薄的光催化剂，制造异质结构，构造表面缺陷等。在这些策略中，通过各种物理/化学相互作用（包括共价键/离子键/氢键键合和范德华力（VDW）/库仑力）制造异质结构在光催化领域引起了广泛的研究兴趣。2D/2D VDW异质结由于具有较大的界面面积，较强的相互作用，较宽的光响应和加速的界面电荷分离而显示出可提高光催化性能。因此，开发高效的VDW异质结光催化剂在环境和能源催化领域具有广阔的应用前景。
有鉴于此，新加坡南洋理工大学刘彬教授和郑州大学许群教授、杨永鹏、Zhikun Peng等人，设计并制备了原子薄的氮化碳（CN）耦合Bi9O7.5S6（BOS）纳米板被制成二维/二维（2D/2D）范德华（VDW）异质结，用于CO2光还原。
制备了。
本文要点
1）设计并制作了一种新型的氮化碳耦合Bi9O7.5S6纳米板范德瓦尔斯异质结（2D/2D VDW/CN/BOS），提出了一种不使用助催化剂和牺牲剂的光催化还原CO2的简便策略。
2）通过X射线光电子能谱测量和DFT计算证实了通过VDW力连接的CN和BOS之间的强电子耦合。CN在BOS上的引入为CO2吸附和活化提供了丰富的表面活性位点，该活性已通过CO2吸附测量和CO2加氢途径计算证实了这一点。得益于2D/2D VDW异质结，20CN/BOS在可见光照射下的CO生成速率为37.2 mol gcatalyst−1，分别比BOS和CN高14.9倍和1.4倍。
3）实验和密度泛函理论(DFT)计算表明，CO*在BOS上的吸附比CN强，在解吸前可以进一步氢化，这解释了为什么观察到的光催化CO2还原在BOS上的主要产物是CH4和CH3OH。
总之，该工作为设计新的VDW异质结构光催化剂提供了一种新的思路。
参考文献：
Jun Li et al. Van der Waals heterojunction for selective visible-light-driven photocatalytic CO2 reduction. Applied Catalysis B: Environmental, 2020.
DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.119733
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2020.119733
