光催化二氧化碳（CO2）还原是解决环境问题和能源短缺最有效的策略之一。然而,光催化CO2还原面临的科学挑战包括:如何提高效率以及如何抑制水还原为H2这一竞争反应。解决上述问题的关键在于:发展绿色、高效、高选择性的新型光催化剂,并系统揭示光催化CO2还原反应的构效关系。近年来,超薄二维（2D）材料具有高比表面积、丰富的表面活性位点、较短的载流子迁移距离等,在催化领域展示出广阔的应用前景。然而,单一组分的二维催化材料仍受制于较低的半导体电子-空穴分离效率,以及对CO2较弱的吸附和活化能力;另一方面,水还原为H2在热力学上比CO2还原更为有利,析氢反应的存在极大抑制了光催化CO2还原的效率和选择性。构建二维材料基异质结有望解决上述科学问题,在精细调节催化剂能带结构与电子特性的同时,提高其光吸收能力与电子-空穴分离效率,最终实现光催化CO2还原效率和选择性的同步提升。本论文以层状硫铟锌（ZnIn2S4）作为研究对象,制备半个晶胞厚度的硫铟锌（Half-unit cell ZnIn2S4简称HZIS）超薄纳米片。在此基础上,本论文基于氨水溶液对金属离子（Zn2+）的“选择性刻蚀”,在HZIS平面内通过拓扑相变构建了新型In2O3/HZIS面内异质结。该面内异质结具有优异的光催化CO2还原活性与稳定性,在可见光照射下其CO产率高达5624μmol g-1 h-1,约为原始HZIS的5.3倍。在光催化过程中,In2O3/HZIS面内异质结具有高的光电流密度（11.92 μA cm-2）,高的载流子寿命,并以S型载流子转移路径,实现光生电子-空穴对的高效分离。理论计算结果表明,In2O3/HZIS面内异质相对面外异质结具有高电荷转移能力（△q=1.05 e）,这源于In2O3与HZIS在平面内紧密接触实现零距离电荷传输。研究结果揭示了异质结光催化活性与界面接触距离的相关性,为高效催化剂的设计提供了指导。目前基于ZnIn2S4催化剂光催化活性的提高已得到广泛研究,而对于其选择性的研究却十分匮乏。本论文进一步采用溶剂热法构建In（OH）3/HZIS异质结,并通过调控反应温度与In（OH）3量实现对HZIS析氢反应的抑制,从而获得较高的CO2还原选择性。结果表明:反应温度为150℃时150-In（OH）3/HZIS异质结的光催化CO2还原选择性高达92%。相比之下,而纯HZIS的选择性仅为48%;其光催化活性也得到同步提升,在可见光照射下CO产率达3195 μmol g-1 h-1,是HZIS的55倍。系统研究表明:150-In（OH）3/HZIS异质结具有低的阻抗,高的载流子寿命,有利于光生电子-空穴对的高效分离。此外,150-In（OH）3/HZIS异质结高的CO2吸附活化能力,低的水分子亲和力也有助于该异质结获得高的CO2还原活性与选择性。研究结果为高活性、高选择性新型光催化剂的设计提供依据。