环保和节能已成为当今世界普遍关注的热点问题。光催化CO2还原，即利用太阳光在光催化剂作用下将CO2还原成碳氢燃料，既能生产清洁能源又能缓解温室效应，是一种极具潜力的未来技术。然而传统光催化剂由于电子空穴复合率较高而导致光催化效率低下，这严重制约了光催化CO2还原的发展。具有紧密接触的二维异质结材料，由于界面处良好的结构耦合和电子耦合效应，可显著促进光生电子和空穴的分离和转移，从而提高光催化CO2还原效率。
MXenes，一类新型二维金属碳化物、氮化物或碳氮化物材料，由于其良好的导电性和大量暴露的金属活性位点等优势，已被广泛应用于锂离子电池和超级电容器等领域的研究之中，近几年也受到光催化研究人员的特别关注。
最近，武汉理工大学余家国教授和曹少文研究员团队通过原位复合的方法成功构建若干原子层厚度的Ti3C2/Bi2WO6二维异质结光催化材料，并将其应用于光催化CO2还原反应中。这种Ti3C2/Bi2WO6二维异质结具有较大的界面接触面积和较短的电荷传输距离，可将光生电子从光催化剂（Bi2WO6）高效转移至助催化剂（Ti3C2）；同时，Ti3C2的光热效应可以提高局部能量活化光催化剂，促进光催化反应；另外，该二维异质结材料CO2吸附能力较强。与单一的超薄Bi2WO6相比，Ti3C2/Bi2WO6二维异质结的光催化CO2还原转换效率提高了4.6倍，主要产物CH4和CH3OH的产率从分别为1.78 μmol·g–1·h–1和0.44 μmol·g–1·h–1。这项研究不仅展示了一种新型的二维异质结光催化材料，而且表明Ti3C2作为新型二维材料MXenes的一种，可发展成为一种廉价高效的新型助催化剂，未来有望广泛应用于光催化领域。相关论文发表在Advanced Functional Materials上。
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