近日，我院王文静研究员（校聘）在工程技术领域顶级期刊Chemical Engineering Journal（IF=13.273）在线发表题为“Electron acceptor design for 2D/2D iodinene/carbon nitride heterojunction boosting charge transfer and CO₂ photoreduction”的研究论文。该研究开发了一种新型2D/2D碘烯/氮化碳异质结实现高效CO₂资源化，其CO产率是原先的7.76倍。

         空气中CO₂浓度的显著增加导致温室效应等生态环境问题，有效降低CO₂含量并合理利用CO₂是亟待解决的全球战略问题。我国做出了2030年前碳排放达峰，2060年前实现碳中和的重要承诺。模拟光合作用的光驱动CO₂资源化技术，在常温常压下利用太阳能将CO₂转化为高附加值产品，兼具生态环保与经济效益。虽然国内外研究者一直致力于开发光驱动CO₂资源化催化剂，但低效问题限制其大规模商业应用，促进电荷转移、减少光生电荷复合是效率提升的关键。

该研究设计原子层厚度的碘烯（FLI₂）作为电子受体，提出构建2D/2D范德华异质结对氮化碳纳米片（CNNS）改性的新思路，实现可见光驱动的高效CO₂资源化。不同于常规卤素掺杂处理，FLI₂/CNNS维持了CNNS的晶体结构，其独特二维层状结构构成紧密接触界面，确保界面间的电荷转移。在可见光下，FLI₂/CNNS资源化CO₂的CO产率达到34.22 molg^-1h^-1，是原始CNNS的7.76倍。通过电子结合能位移、费米能级差和电子密度分布分析，得出催化过程中光生电子从CNNS转移至FLI₂，FLI₂作为电子受体吸收CNNS产生的电子，大大增加反应过程中的电荷分离效率、减少光生电荷复合，FLI₂/CNNS表现出优异的CO₂资源化性能。该研究提出了是一种创新性的卤素/氮化碳组装策略，制备过程简便、可规模化且环境友好，助力光驱动CO₂资源化技术的推广应用。

刘浩和曹世海为本论文的共同第一作者，王文静研究员为通讯作者，河北大学生命科学学院为第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金委、河北省自然科学基金委等资助。

文献来源：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.133594