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光催化还原二氧化碳(CO2)反应通过人工模拟光合作用的机理来实现把大气中过量的CO2直接转化为具有高附加值的清洁能源。层状六方棱柱状二硫化钼(2H-MoS2)由于较高的各向异性和独特的晶体结构，在光催化领域具有广泛的应用前景。本文借助密度泛函理论(DFT)研究了2H-MoS2的改性策略，以及复合催化剂光催化还原CO2的反应机理。
本文通过DFT构建了一种新型的Ag/2H-MoS2复合材料，通过对能带结构等电子和光学性质的计算表明，负载的Ag原子可以接收从2H-MoS2的价带上激发出的光生电子，促进光生电子和空穴的有效分离，增强了2H-MoS2纳米片的光催化性能。同时，通过计算各个反应中间体的吉布斯自由能，提出了在20wt%Ag/2H-MoS2上进行光催化还原CO2的最优反应路径，即CO2→*COOH→*CO→*CHO→*CH2O→*OCH3→*CH3OH→CH4，势能控制步骤是CO2→*COOH，其自由能比2H-MoS2的降低了3倍。因此，在2H-MoS2纳米片上负载Ag原子可以显著增强其光催化还原CO2的性能。
构建了Z型g-ZnO/2H-MoS2异质结构，通过电子性能的计算证明了g-ZnO/2H-MoS2具有较低的带隙，更有利于吸收太阳光的能量从而快速激发光生电子。在异质结构中电子从g-ZnO流向2H-MoS2，从而形成内加电场，并且发生能带弯曲，形成Z型电子转移机制。最后，探究了在g-ZnO/2H-MoS2上进行光催化还原CO2为CH4的反应路径，即CO2→*COOH→*CO→*CHO→*CH2O→*OCH3→*CH3OH→CH4，CO2→*COOH的自由能比2H-MoS2的降低了1.17eV。因此，Z型g-ZnO/2H-MoS2异质结构不仅能实现氧化还原位点的空间分离，同时保证了合适的导带和价带位置，从而增强光催化还原CO2的性能。
本文通过DFT构建了一种新型的Ag/2H-MoS2复合材料，通过对能带结构等电子和光学性质的计算表明，负载的Ag原子可以接收从2H-MoS2的价带上激发出的光生电子，促进光生电子和空穴的有效分离，增强了2H-MoS2纳米片的光催化性能。同时，通过计算各个反应中间体的吉布斯自由能，提出了在20wt%Ag/2H-MoS2上进行光催化还原CO2的最优反应路径，即CO2→*COOH→*CO→*CHO→*CH2O→*OCH3→*CH3OH→CH4，势能控制步骤是CO2→*COOH，其自由能比2H-MoS2的降低了3倍。因此，在2H-MoS2纳米片上负载Ag原子可以显著增强其光催化还原CO2的性能。
构建了Z型g-ZnO/2H-MoS2异质结构，通过电子性能的计算证明了g-ZnO/2H-MoS2具有较低的带隙，更有利于吸收太阳光的能量从而快速激发光生电子。在异质结构中电子从g-ZnO流向2H-MoS2，从而形成内加电场，并且发生能带弯曲，形成Z型电子转移机制。最后，探究了在g-ZnO/2H-MoS2上进行光催化还原CO2为CH4的反应路径，即CO2→*COOH→*CO→*CHO→*CH2O→*OCH3→*CH3OH→CH4，CO2→*COOH的自由能比2H-MoS2的降低了1.17eV。因此，Z型g-ZnO/2H-MoS2异质结构不仅能实现氧化还原位点的空间分离，同时保证了合适的导带和价带位置，从而增强光催化还原CO2的性能。