超薄ZnIn2S4/质子化g-C3N4二维异质结构中界面电子相互作用促进CO2光还原

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收稿日期：2026-02-12 修回日期：2026-04-20 接受日期：2026-04-22

DOI:10.20078/j.eep.20260410

摘要：利用可再生的太阳能将CO2还原为高附加值的化学品和燃料,对于缓解温室效应并实现碳中和具有重要意义。通过静电自组装策略,在pH=3条件下将带负电的超薄ZnIn2S4（ZIS）纳米片与质子化带正电的g-C3N4（pCN）复合,精准构建了具有2D... 展开+

摘要：利用可再生的太阳能将CO2还原为高附加值的化学品和燃料,对于缓解温室效应并实现碳中和具有重要意义。通过静电自组装策略,在pH=3条件下将带负电的超薄ZnIn2S4（ZIS）纳米片与质子化带正电的g-C3N4（pCN）复合,精准构建了具有2D/2D面对面构型的ZnIn2S4/p-gC3N4（ZIS/pCN）异质结,实现了对异质结界面的可控构筑。在无牺牲剂和贵金属助催化剂的条件下,体积比为5:3的最佳复合材料ZIS/pCN（5:3）在气固反应中表现出显著增强的CO2还原本征活性,CO和CH4生成速率分别达14.72μmol·g-1·h-1和1.42μmol·g-1·h-1,分别为ZIS的10.2倍和7.5倍,并展现出较好的光稳定性。X射线光电子能谱（XPS）及系列光电化学表征结果表明,该异质结可拓宽可见光吸收范围,并通过界面电子相互作用形成内建电场,显著提升电荷分离效率与反应动力学,为设计高效稳定的光催化CO2还原材料提供了可靠的界面工程方案。 收起-

作者：

殷钰淇¹
叶雨龙¹
王俊洁¹
杨乐容¹
丁薇¹
王兵冰¹
陈志明²
刘亚子^1,*

作者简介

第一作者：殷钰淇（2002—），女，重庆涪陵人，硕士研究生，主要研究方向为光催化 CO2 还原。E-mail：yuqiyin0802@163.com
通讯作者：刘亚子（1981—），女，江苏南通人，副教授，主要研究方向为基于环境功能材料的新污染物控制研究、太阳能驱动下的零碳能源转换技术等。E-mail：yazi.liu@njnu.edu.cn

单位

1.南京师范大学环境学院
2.江苏科兴项目管理有限公司

关键字

超薄质子化gC3N4
静电自组装
2D2D面对面异质结
无牺牲剂
气固相CO2光还原

基金项目

江苏省自然科学基金资助项目（BK20251870）；江苏省高校基础科学（自然科学）研究重大资助项目（23KJA610005）

引用格式

殷钰淇, 叶雨龙, 王俊洁, 杨乐容, 丁薇, 王兵冰, 陈志明刘亚子. 超薄ZnIn2S4/质子化g-C3N4二维异质结构中界面电子相互作用促进CO2光还原[J/OL].能源环境保护: 1-13[2026-04-30].https://doi.org/10.20078/j.eep.20260410.

YIN Yuqi, YE Yulong, WANG Junjie, YANG Lerong, DING Wei, WANG Bingbing, CHEN Zhiming, LIU Yazi.Interfacial Electron Interactions in Ultrathin ZnIn2S4 / Protonated g-C3N4 2D Heterostructures for Enhanced CO2 Photoreduction[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-13[2026-04-30].https://doi.org/10.20078/j.eep.20260410.

YIN Yuqi, YE Yulong, WANG Junjie, YANG Lerong, DING Wei, WANG Bingbing, CHEN Zhiming, LIU Yazi. Interfacial Electron Interactions in Ultrathin ZnIn2S4/Protonated g-C3N4 2D Heterostructures for Enhanced CO2 Photoreduction[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-13[2026-04-30].https://doi.org/10.20078/j.eep.20260410.

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