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光催化還原CO₂通過利用太陽能把CO₂轉(zhuǎn)化為高附加值化學品，有望同時解決碳排放和能源短缺的問題，且具有污染小、反應條件溫和、耗能低等優(yōu)點，已成為國際學術(shù)界的研究熱點。ZnS是一種重要的II-VI族過渡金屬硫化物，不僅光生載流子產(chǎn)生的理論效率較高，而且由于其具有相對較負的導帶電位而使光生電子具有強還原能力。在水溶液體系中，光催化還原CO₂反應（CO₂RR）和光解水反應（HER）是同時存在的，兩個相互競爭的過程。然而，迄今為止，闡明CO₂RR和HER兩個競爭反應的光催化選擇性機理仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

近日，我校化學化工學院青年教師李盼博士在環(huán)境/化工領域國際權(quán)威期刊Applied Catalysis B: Environmental （SCI一區(qū)，影響因子14.23）上發(fā)表題為“Unraveling the selectivity puzzle of H₂ evolution over CO₂ photoreduction using ZnS nanocatalysts with phase junction”（DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.119115）的研究論文，原文鏈接為：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926337320305300。

 作者選擇ZnS作為模型催化劑，構(gòu)筑了“Sphalerite-Wurtzite”相結(jié)，同時研究了水溶液中CO₂RR和HER性能。結(jié)合實驗結(jié)果和理論計算，從動力學（反應物/產(chǎn)物吸脫附）和熱力學（氧化還原電勢、中間產(chǎn)物的吉布斯自由能改變）兩方面深入系統(tǒng)地探討了兩者之間的競爭，揭示了ZnS對HER表現(xiàn)出較高選擇性的原因（如上圖所示）。該研究成果不僅加深了對水溶液體系中CO₂RR和HER兩個競爭反應的理解，同時對今后半導體催化劑光催化還原選擇性的調(diào)控具有重要指導意義。

上述工作受到中國科學院一帶一路項目、國家自然科學基金、商丘師范學院博士啟動經(jīng)費的資助。商丘師范學院化學化工學院以及河南省新能源電池材料工程技術(shù)研究中心為本工作的順利進行提供了設備和資金支持。