光催化CO2还原是一种同时减轻温室效应和能源危机的有效方法。这里，通过化学气相沉积在CdS空心球上原位生长单层氮掺杂石墨烯，将其用于有效的光催化CO2还原。该构建的光催化剂具有一系列优势，比如中空内部结构可以增强光吸收，薄壳层可以缩短电子迁移距离，紧密粘结可促进载流子分离和转移，单层氮掺杂石墨烯表面可吸附和活化CO2分子。光催化剂和助催化剂之间的无缝接触为载流子提供无污染和大面积的传输界面，是一种提高光催化CO2还原性能的有效策略。因此，在本反应中CO和CH4作为主要产物，其产率相比于原始CdS空心球可以增加4-5倍。这项工作强调了调控光催化剂和助催化剂的接触界面的重要性，为异质结的无缝和大面积接触提供了新思路。

Figure 1.（a）NG/CdS HS制备过程示意图，（b-e）相应的场发射扫描电镜图（FESEM），（f，g）CdG2的FESEM图，（h，i）CdG2的TEM图, （j）CdG2的STEM图及其相应的元素漫谱图。

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

Figure 3. （a）CdS, NG, 和 CdG2的CO2吸附曲线，（b）CdG2的DRIFTS谱，（c）CdS, CdG1, CdG2, CdG3, and CdG5的光催化CO2还原性能表征，（d）CdG2循环性能测试（12次），（e，f）CdG2产生的CO和CH4的气相色谱质谱联用（GC-MS）分析。

该研究工作由武汉理工大学Liuyang Zhang和 Jiaguo Yu研究团队于2019年发表在Adv. Mater.期刊上。