综述：碳点基光催化剂在制氢中的作用及最新进展

这篇综述系统阐述了碳点(CDs)在光催化制氢(H2)领域十年来的突破性进展，重点分析了CDs与金属/非金属/半导体材料的复合策略（包括异质结掺杂、助催化剂修饰等），揭示了其大比表面积、优异光电特性在太阳能驱动H2生产中的独特优势，并针对当前技术瓶颈提出了下一代CDs技术的优化方向。

　　

Abstract
氢能(H₂)作为未来重要的清洁能源载体，其光催化生产技术因低能耗、低成本优势备受关注。碳点(CDs)凭借独特的光电性能（如高电子传导率、大比表面积）成为该领域明星材料，通过与金属/非金属/半导体构建复合体系，显著提升太阳能-H₂转化效率。

关键进展
近十年研究表明：CDs的量子尺寸效应可拓宽光吸收范围，其表面丰富官能团（如-COOH、-OH）能作为活性位点锚定Pt等助催化剂。通过构建Type-II型异质结或Z型机制，CDs/ZnIn₂S₄等复合体系将可见光响应范围延伸至600nm，产氢速率较传统催化剂提升3个数量级。

技术突破点
• 掺杂调控：N/P共掺杂CDs使导带位置上移0.7eV，增强还原能力
• 界面工程：CDs与g-C₃N₄的π-π堆叠界面加速载流子分离
• 仿生设计：CDs模拟氢化酶活性中心，在pH=7条件下实现12,000μmol·g^-1·h^-1的产率

应用瓶颈
目前CDs基催化剂仍面临太阳光利用率不足（<45%）、长期稳定性差（>100h活性衰减30%）等挑战。采用原子层沉积包覆技术和缺陷钝化策略可显著改善耐久性。

未来展望
开发CDs-MOFs分级多孔材料、构建人工智能辅助的催化剂筛选平台，将成为突破现有理论极限的关键路径。