二维改性碳基材料用于高效光催化产氢

二维碳基材料，因导电性强、比表面积大、成本低廉等诸多优势，被广泛应用于光/电催化等新兴领域，尤其是光催化裂解水产氢技术，普遍被认为是解决当前能源短缺和环境污染问题的有效途径之一。虽然，近年来关于二维碳基材料在光催化产氢领域的研究层出不穷，但其固有的光生电子/空穴分离效率低、还原/氧化能力弱、界面传输速率慢等问题仍亟待解决。因此，如何显著增加二维碳基材料表面催化活性位点密度，提高其在光催化产氢过程中的电子传输速率和稳定性，具有重要的现实意义。以石墨炔(GDY)、氮化碳(C₃N₄)、共价有机框架化合物(COF)、过渡金属碳/氮化合物(MXenes)四种典型的二维碳基材料为研究对象，系统总结了掺杂/空位缺陷和异质结构建两种改性策略对二维碳基材料物理化学性质的影响关系，并深入剖析了其光催化产氢活性增强机制。最后，还对新型二维改性碳基材料的发展和挑战提出了展望，为高性能光催化产氢材料的设计、制备和应用提供理论指导。