全球工业化的快速发展导致大气CO2浓度持续上升，加剧了温室效应并增加了极端气候事件的频率。这些现象共同对生态平衡和社会经济可持续性构成严重威胁 [1], [2], [3]。作为一种替代能源转换范式，利用阳光驱动二氧化碳还原过程的仿生物光催化已成为一种有前景的方法，可用于生产工业相关的化学前驱体和清洁能源载体，同时通过创新的碳循环调控解决生态压力 [4], [5], [6], [7]。然而，CO2分子的固有稳定性和复杂的反应路径构成了实际应用的重大障碍 [8], [9]。关键挑战包括低效的CO2吸附/活化机制、有限的光捕获能力、缓慢的载流子迁移率、催化剂不稳定性和不理想的产品选择性，必须系统地解决这些问题才能达到工业相关的转化效率 [10], [11], [12], [13], [14]。因此，设计和合成具有优异CO2还原性能的高级光催化系统仍然是紧迫的优先事项。
金属卤化物钙钛矿量子点（PQDs）已成为当代材料研究的焦点，这得益于其独特的量子限域效应、优异的光捕获能力、可调的带隙能量（涵盖可见光到近红外光谱）以及出色的电荷传输特性 [15], [16], [17], [18]。鉴于含铅钙钛矿的环境问题，大量研究努力已转向开发环保替代品，包括Cs3Bi2Br9 [19], [20], [21], [22]和Cs2AgBiBr6 [23], [24], [25], [26]。值得注意的是，Cs2CuBr4 PQDs——一个较少探索的体系——展现出显著的CO2还原潜力，这归因于其高度负性的导带边以及CO2吸附和活化的双重功能 [27], [28]。尽管具有这些优势，卤化物钙钛矿仍然存在结构不稳定和光生载流子快速复合等内在局限性。为克服这些缺点，通过将PQDs与互补能带结构的半导体集成构建异质结已成为一种稳健的方法。这种结构不仅增强了界面电荷分离，还减轻了载流子复合损失，从而协同优化氧化还原反应动力学和催化效率。
传统II型异质结受限于载流子迁移率和牺牲的氧化还原电位（由于热力学限制）[29]。相比之下，S型异质结具有高效的定向电荷转移和良好的氧化还原能力保留，引起了广泛的研究兴趣 [30], [31]。S型异质结由还原光催化剂（RP）和氧化光催化剂（OP）组成，其费米能级在接触时达到平衡，诱导电子从RP自发转移到OP。这产生能带弯曲并形成从RP到OP的内建电场（IEF）。在IEF的驱动下，OP导带中的低电位电子与RP价带中的低电位空穴复合，而RP中的高能电子和OP中的高能空穴得以保留。这一路径加速了电荷分离并增强了CO?光还原活性。因此，S型异质结代表了一种有前景的光催化策略 [32], [33], [34]
铋基半导体由于其独特的晶体结构、最优的能带排列和显著的可见光响应性，在光催化领域引起了广泛关注 [35], [36], [37], [38], [39]。其中，Bi2WO6（BWO）因其环保特性、由交替的[Bi2O2]2+和[WO4]2-层组成的独特层状结构、卓越的光电特性、稳健的氧化还原活性和优异的耐热/耐化学稳定性而脱颖而出 [40], [41]。该材料具有窄带隙（约2.7–2.9 eV），有利于高效的可见光捕获。其分层结构不仅增强了光生电荷分离，还提供了丰富的活性位点，从而放大了光催化效率 [42], [43], [44], [45], [46]。此外，BWO的高比表面积促进了CO2吸附和活化，使其成为与Cs2CuBr4等互补半导体构建S型异质结的理想候选材料，二者的交错能带结构实现了协同的电荷转移动力学。
尽管在开发钙钛矿基S型异质结用于光催化CO2还原方面取得了相当大的进展，但仍存在几个关键挑战。大多数报道的体系依赖于有毒的含铅钙钛矿或面临还原电位不足、光吸收能力有限或稳定性欠佳的问题。为解决这些瓶颈，我们通过静电自组装制备了一种无铅CCB/BWO S型异质结。利用CCB量子点的宽光谱响应和足够负的导带边，以及所构建S型异质结的高效电荷分离效应，该复合材料表现出突出的CO和CH4产率。机理研究，包括ESR、原位XPS和DFT模拟，验证了S型电荷转移路径。本工作为设计钙钛矿基S型异质结提供了战略框架，在可持续能源和环境修复方面具有应用前景。
