苯酚是化工废水中常见的有机污染物。光催化氧化技术利用太阳能驱动，是一种绿色的苯酚去除手段。然而，单组分光催化剂往往面临光生电子-空穴对快速复合的难题。构建异质结是促进电荷分离的有效策略。传统的II型异质结虽然实现了电子和空穴在空间上的分离，但这是以牺牲各自更优的氧化还原能力为代价的。S型异质结作为一种全新的电荷转移模式，能够让各自保留更强还原能力的电子和更强氧化能力的空穴，从而最大化体系的氧化还原电位，获得更高的催化活性。BiOI是一种窄带隙可见光催化剂，其价带空穴氧化能力强；g-C₃N₄同样响应可见光，其导带电子还原能力强。两者的能带结构恰好满足构建S型异质结的条件。

  本研究通过原位共沉淀法，在g-C₃N₄纳米片上生长了BiOI纳米片，形成了紧密的2D/2D异质结界面。在可见光照射下，该复合催化剂对苯酚的降解速率常数是纯g-C₃N₄的8.2倍，是纯BiOI的11.5倍。功函数测定和原位光照XPS分析证实了S型电荷转移路径：光激发后，g-C₃N₄导带上还原能力较弱的电子，自发地流向BiOI的价带并与那里氧化能力较弱的空穴复合。而g-C₃N₄价带上氧化能力强的空穴和BiOI导带上还原能力强的电子则被保留下来。这些被保留的强氧化性空穴和强还原性电子，分别高效地催化生成·OH和·O₂⁻等活性氧物种，协同进攻苯酚，导致其快速降解和矿化。

  密度泛函理论（DFT）计算直观地展示了界面处由g-C₃N₄指向BiOI的内建电场，以及能带弯曲方向，这为电子的定向迁移提供了驱动力。此外，DFT计算还模拟了苯酚分子在异质结不同位点上的吸附能和最易被活性氧物种攻击的反应位点。5次循环实验后，催化剂的活性未见衰减，界面结构保持稳定。该研究通过精心设计能带结构，成功构建了S型异质结，在分子和电子层面阐明了其增强光催化活性的机理，为设计下一代高效光催化水处理材料提供了清晰的范式。

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