综述：近红外光辅助光电化学转化与环境修复

（编辑推荐）本综述系统探讨了近红外光（NIR，占太阳光谱50%）在光电化学（PEC）领域的突破性应用，涵盖有机染料降解、H2 O2 生成、CO2 /N2 还原等方向。通过设计局域表面等离子体共振（LSPR）纳米材料、上转换（UC）颗粒等新型催化剂，结合光热效应与协同机制，显著提升太阳能转化效率（Faradaic效率），为可再生能源与环境污染治理提供创新策略。

　　

Mechanistic roles of NIR light: carrier generation to thermal assistance
近红外光（NIR）在光电化学（PEC）中的作用机制可分为两类：一是直接利用低能量光子通过新型电子转移路径激发电荷载流子；二是间接通过光热效应或协同作用增强反应活性。例如，非化学计量金属硫化物和碳量子点（CQDs）可通过能带工程捕获NIR光子，而金纳米颗粒的局域表面等离子体共振（LSPR）可将NIR转化为热电子驱动反应。

Photodegradation of organic pollutants
传统紫外-可见光（UV-Vis）催化降解有机污染物的效率受限于光谱范围。NIR通过光热效应提升反应温度，加速污染物分子键断裂。研究表明，Bi₂
S₃
/TiO₂
异质结在NIR照射下可实现染料降解率提升300%，其机制涉及热激活的空穴氧化与·OH自由基链式反应。

NIR-assisted photoelectrochemical applications
在PEC系统中，NIR光电极设计显著改善产物分离与薄膜电荷传输。例如，Cu₂
WS₄
修饰的FTO电极在NIR下产H₂
速率达8.2 μmol·h^?1
·cm^?2
，归因于缺陷态介导的多激子生成。CO₂
还原体系中，NIR驱动的上转换材料（如NaYF₄
:Yb³⁺
/Er³⁺
）可将光子能量叠加至可见光范围，促进C–C偶联生成C₂
H₄
。

Overview, challenges, and prospects
当前NIR材料面临吸收范围窄（300-1900 nm）、载流子复合率高两大瓶颈。解决方案包括构建Z型异质结延长载流子寿命，或引入稀土离子（如Yb³⁺
）拓宽吸收谱。未来方向聚焦于开发兼具高吸光率（≥90%）与稳定性的杂化材料。

Conclusions
NIR光利用技术正从辅助手段发展为太阳能转化的核心策略。通过精准调控半导体能带结构（如引入中间带隙态）与界面动力学，有望实现全光谱（UV-Vis-NIR）协同催化，推动清洁能源与环境修复的工业化应用。