近日，我院许晖教授团队围绕半金属氮化碳基S型异质结光催化剂开展系统研究，相继在国际期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》与《Chemical Engineering Science》发表两篇研究论文，江苏大学为两篇论文的第一完成单位。

光催化CO₂还原能够利用太阳能将温室气体CO₂转化为CO、CH₄等高附加值碳基燃料，是助力实现“双碳”目标的重要技术路径，但光生载流子复合严重、界面电荷迁移阻力大、反应能垒偏高等问题制约着光催化体系的实际应用。针对上述瓶颈，团队聚焦半金属氮化碳（hm‑C₄N₃）这一类电子富集、光吸收性能优异的新型有机半导体材料，分别构建了含氧空位的hm‑C₄N₃/V_O‑Bi₂WO₆以及hm‑C₄N₃/TiO₂两种S型异质结催化体系。

其中《Oxygen vacancy regulation in S-scheme heterojunction of half-metallic carbon nitride and Bi₂WO₆: Accelerated charge transfer for efficient CO₂ photoreduction》研究工作在线发表于《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（DOI: 10.1016/j.apcatb.2026.126579），博士生钟康和朱臣涛为共同第一作者。该研究工作借助溶剂热法制备富含氧空位的钨酸铋，再通过光辅助搅拌策略与半金属氮化碳进行复合。氧空位不仅作为电子捕获位点，还充当电子传输桥梁，协同S型异质结的内建电场共同搭建快速界面电荷传输通道，大幅抑制光生载流子复合。结合原位XPS、KPFM表征与理论计算证实，内建电场驱动光生载流子定向迁移，有效降低CO₂还原决速步反应能垒。原位红外光谱捕获到*COOH、*CHO等关键反应中间体，揭示了CO₂向CO与CH₄的转化路径。

另一个《Rational construction of half-metallic carbon nitride and TiO₂ S-scheme heterojunction for efficient photocatalytic CO₂ reduction》研究工作在线发表于《Chemical Engineering Science》（DOI: 10.1016/j.ces.2026.124312），博士生钟康为第一作者。该研究工作采用球磨法构筑紧密接触的S型异质结。异质结形成后产生强内建电场，加速光生载流子的空间分离与定向迁移，同时保留强氧化还原能力。光电化学表征证实复合催化剂载流子寿命显著提升，DFT结果表明异质结有效降低*COOH中间体生成能垒，改善CO₂吸附活化能力。对照实验与长时间循环测试证明，该复合异质结具备优异的催化稳定性。

两项研究工作系统阐明S型异质结界面电荷迁移机制，为半金属氮化碳基高效光催化CO₂还原催化剂的理性设计提供实验依据与理论参考。研究工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目资助。