随着人类社会的快速发展，化石能源消耗的持续增长导致CO2排放量不断增加，严重影响了全球碳循环[[1], [2], [3]]。鉴于CO2排放量的逐年上升，迫切需要制定有效的方法来应对温室效应和缓解能源危机[4]。光催化CO2还原技术可以利用光能将CO2转化为高附加值产品。这种方法特别具有吸引力，因为它环保且操作条件温和，能耗低。在适当的催化剂和反应条件下，它可以高效地将CO2还原为CO、CH4、CH3OH等多种产品[[5], [6], [7], [8], [9]]。值得注意的是，催化剂的合理设计对于光催化CO2还原技术的发展至关重要，该技术被视为碳利用的主要途径[10]。近年来，对光催化材料的研究越来越多样化，许多半导体因其独特的光催化特性而受到广泛关注。虽然该领域长期以来一直关注TiO2、Cu2O和g-C3N4等传统催化剂，但近年来也迅速转向了MOFs和COFs等先进多孔材料[[11], [12], [13], [14], [15]]。
金属有机框架（MOFs）由于其丰富的孔隙结构、较大的比表面积和可调的结构特性而展现出巨大潜力[[16], [17], [18]]。特别是通过精细调节金属节点和有机连接体，可以精确调控它们的物理和化学性质[19]。尽管已经有多种MOFs被用于CO2的光催化还原，但大多数MOFs的光催化效率仍然较低，其稳定性也有待进一步提高[[20], [21], [22]]。为了克服这些限制，人们积极探索了形成异质结构、与半导体材料结合以及引入金属离子等策略来提升MOFs的催化效率[[23], [24], [25]]。在这些策略中，制备异质结构复合催化剂已成为主流方法。
与其他MOFs一样，UiO-66 (Ce) MOFs作为光催化剂也引起了越来越多的关注，因为它们具有半导体特性、良好的活性位点访问性、较强的氧化还原能力以及可调的电子特性。然而，像许多宽禁带半导体一样，未经改性的UiO-66(Ce)在光催化过程中存在一些局限性，其性能受到主要限于紫外区域的光谱响应、快速的载流子复合以及较差的催化耐久性的限制[26]。为了解决这些问题，将UiO-66(Ce)与二级半导体结合以制备复合催化剂是一种有前景的方法[[27], [28], [29]]。这种方法可以改变能带结构，扩大光吸收范围，从而增强光吸收能力，进而提高光催化活性。例如，Zhang等人[30]通过水热法制备了BiOBr/UiO-66(Ce) II型异质结构，显著提升了光催化还原活性。类似地，Zheng等人[31]采用简单方法合成了新型UiO-66(Ce)/Ag/BiOBr三元纳米复合材料，表现出优异的性能；具体来说，经过180分钟照射后，酮洛芬的降解效率达到了93.5%。Wang等人[32]采用溶剂热法将2D UiO-66(Zr/Ce)纳米片直接生长在g-C3N4上，这种紧密的界面接触显著提高了CO2还原效率。此外，Wang等人[33]采用微波法制备了UiO-66(Ce)/ZnCdS复合材料，显示出较高的氢气生成效率。
此外，硫化镉（CdS）纳米颗粒作为一种代表性的可见光响应半导体，由于其合适的窄带隙和优异的光学性质，在光催化领域得到了广泛应用[34,35]。先前的研究表明，将CdS与其他材料结合制备复合材料可以显著提升光催化性能[[36], [37], [38], [39]]。因此，将UiO-66(Ce)与CdS结合制备异质结是一种有望大幅提高CO2光催化还原效率的方法。
在本研究中，我们首先采用溶剂热法制备了UiO-66 (Ce)。随后，通过在UiO-66(Ce)表面原位生长CdS纳米颗粒，开发了具有异质结结构的CdS/UiO-66(Ce)复合光催化剂。合成后，使用多种表征技术系统地研究了样品的结构、形态和光电化学特性。结果表明，异质结构的形成加速了电荷转移，拓宽了光吸收范围，从而在CO2的光催化还原过程中表现出优异的性能。这项研究为开发专用于太阳能到燃料转化的高性能材料奠定了基础。
