光催化CO2還原是一種同時減輕溫室效應和能源危機的有效方法。這里，通過化學氣相沉積在CdS空心球上原位生長單層氮摻雜石墨烯，將其用于有效的光催化CO2還原。該構建的光催化劑具有一系列優勢，比如中空內部結構可以增強光吸收，薄殼層可以縮短電子遷移距離，緊密粘結可促進載流子分離和轉移，單層氮摻雜石墨烯表面可吸附和活化CO2分子。光催化劑和助催化劑之間的無縫接觸為載流子提供無污染和大面積的傳輸界面，是一種提高光催化CO2還原性能的有效策略。因此，在本反應中CO和CH4作為主要產物，其產率相比于原始CdS空心球可以增加4-5倍。這項工作強調了調控光催化劑和助催化劑的接觸界面的重要性，為異質結的無縫和大面積接觸提供了新思路。

Figure 1.（a）NG/CdS HS制備過程示意圖，（b-e）相應的場發射掃描電鏡圖（FESEM），（f，g）CdG2的FESEM圖，（h，i）CdG2的TEM圖, （j）CdG2的STEM圖及其相應的元素漫譜圖。

Figure 2. CdS, NG, 和 CdG2在黑暗或UV照射下的高分辨率ISI-XPS譜：（a）Cd 3d , （b）S 2p , （c）C 1s , 和（d）N 1s。

Figure 3. （a）CdS, NG, 和 CdG2的CO2吸附曲線，（b）CdG2的DRIFTS譜，（c）CdS, CdG1, CdG2, CdG3, and CdG5的光催化CO2還原性能表征，（d）CdG2循環性能測試（12次），（e，f）CdG2產生的CO和CH4的氣相色譜質譜聯用（GC-MS）分析。

該研究工作由武漢理工大學Liuyang Zhang和 Jiaguo Yu研究團隊于2019年發表在Adv. Mater.期刊上。