DOI: 10.1039/C9NR10451H

利用太阳能将CO2光催化还原为有价值的碳氢化合物燃料是一种很有前途的碳利用策略。本文通过在C/ZnO电纺纳米纤维上原位光沉积致密的Ni-NiS纳米片，制备了一种Ni-NiS/C/ZnO复合光催化剂。X射线光电子能谱证实了金属Ni和NiS的存在。光致发光（PL）和时间分辨PL光谱表明，Ni-NiS共催化剂提高了C/ZnO纳米纤维的电荷分离效率。制备的Ni-NiS/C/ZnO在350 W可见光照射下，CO2还原活性提高，其CO和CH4的生成速率分别是原始C/ZnO的10倍和15倍。用原位傅里叶变换红外光谱法检测了CH3O-、HCHO和HCOO-的中间产物，证实了CO2还原是一个复杂的多步反应。13C同位素示踪法证明，CH4和CO是由CO2还原而来，而不是由环境中的其它碳物种还原而来。C/ZnO中的无定形碳能促进光吸收，提高导电性，降低界面电荷传输阻力。NiS改善了C/ZnO纳米纤维的电子空穴对分离。光催化活性的提高主要归功于光的利用率和有效的电子-空穴分离。这项工作证明NiS是一种很有前途的用于光催化还原二氧化碳的ZnO助催化剂。

图1.（a）C-Z和（b）C-ZNNS60的FESEM图像。插图：相应的放大图像。（c） C-ZNNS60的TEM和（d）HRTEM图像。（e）C-ZNNS60的EDX元素图。

图2.商用氧化锌、C-Z、C-ZNNS60和NNS的紫外-可见漫反射光谱。

图3.（a）C-Z、NNS、C-ZNNS20、C-ZNNS60和C-ZNNS120的N2吸附-解吸等温线和孔径分布曲线（插图）。（b）NNS、C-Z和C-ZNNS60的CO2吸附等温线。

图4.（a）C-Z和C-ZNNS60的XPS全扫描光谱。C-Z和C-ZNNS60的（b）Zn 2p，（c）O 1s，（c）Ni 2p和（d）S 2p的高分辨XPS光谱。

图5.（a）C-Z的Mott-Schottky曲线。（b）商业氧化锌、C-Z、C-ZNNS60和NNS的奈奎斯特图。

图6.（a）所有样品的光催化二氧化碳还原性能。（b）C-ZNNS60的CO和CH4质谱。（c）CO和CH4产率的循环CO2还原曲线（350 W，NaHCO3=1 mmol）。

图7.C-ZNNS60的原位FTIR光谱：（a）在无CO2和H2O的条件下，在黑暗中吸附CO2和H2O（b）30 min和（c）60 min，在光照下吸附（d）30 min和（e）60 min。

图8.（a）C-Z、C-ZNNS20、C-ZNNS60和C-ZNNS120的光致发光光谱。（b） C-Z、NNS和C-ZNNS60的时间分辨PL光谱。

图9.NiS/C/ZnO中光生电子转移路径示意图。