海水光催化利用丰富的含盐原料实现太阳能向化学能的转化，可能降低光催化制氢、CO2还原和污染物降解对淡水的需求 [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]。在更广泛的海能利用格局中，太阳能驱动的海水转化与潮汐能、波浪能、洋流能、热梯度和盐度梯度能等 harvesting 技术形成互补。这些方法同样对功能材料的环境耐久性提出了严格的要求 [8]。光驱动海水转化可通过颗粒光催化或光电化学两种构型进行。后者使用半导体光电极，通过外部电路将光吸收与电荷分离同界面氧化还原反应耦合 [9]。本综述聚焦于这两种光驱动构型。然而，这些方法的性能并非仅由光吸收决定。光子捕获、光生载流子的产生与分离、界面电荷转移以及表面氧化还原化学是相互耦合的步骤 [10], [11]。这些基本步骤密切相关，低效的载流子分离或界面电荷转移会限制活性物种的生成与利用 [12], [13]。即使催化剂具有有利的能带位置，若电荷积累、离子吸附或表面重构导致界面状态不稳定，其在海水中仍会失效。因此，理性设计需要将电子结构调控与界面稳定性相结合，而非将活性与耐久性视为独立目标 [14], [15]。
天然海水含有无机盐、溶解性有机物、微生物和悬浮杂质 [16]。在这些成分中，氯离子（Cl-）的破坏性尤为突出，因为按质量计它占主要溶解盐的50%以上，并与许多金属活性位点强烈配位。其影响不限于简单腐蚀。Cl-参与结构侵蚀，与水氧化竞争，促进多价阳离子沉淀与活性位阻塞，并可能与生物污损过程相互作用 [17], [18]。在光照下，动态的Cl-吸附进一步不稳定化催化剂表面 [19]。脱盐等预处理方法可减轻此应力，但会增加能源需求、基础设施复杂度和成本，削弱了直接利用海水的优势 [20]。近期对光催化和光电化学海水分解的评估进一步指出，竞争性Cl-氧化、多价阳离子沉淀、生物污损和质量传递限制是长期运行面临的主要障碍 [9], [12]。
近年来，大量努力致力于提高光催化剂在富氯海水条件下的耐腐蚀性。为减轻氯离子引起的降解并维持长期运行稳定性，研究人员开发了多种抗氯腐蚀策略。这些方法主要聚焦于抑制氯离子吸附、阻止氯离子与催化活性位点的直接接触、调控界面电荷转移过程以及抑制竞争性Cl-氧化反应 [21], [22]。以NbClOx/BiVO4为代表的阴离子钝化层，可构建排斥氯离子的界面，抑制Cl-吸附与竞争性氯析出 [23]。阻隔层设计，如Co-氮掺杂碳（NC）@Cu核壳光催化剂，可在物理上限制氯离子渗透的同时保持电子传输通道 [24]。元素掺杂提供更内在的保护。Sn掺杂的β-Fe2O3增强了金属-氧键并在富氯条件下减少晶格重构 [25]。异质结，包括Pt/GaP-石墨相氮化碳（g-C3N4）和碳点（CPDs）/n型Bi2O2CO3（n-BOC），利用电荷重新分布降低易损位点的电荷积累，同时保持光催化活性 [26], [27]。近期研究进一步表明，合理的光催化剂设计可在多个长度尺度上调控电荷转移、能源利用和催化行为。空间异质结可实现级联电荷分离、转移、收集和利用率 [28]。空间分布的光热组分将热量利用与海水中的光催化表面反应耦合 [29]。原子级分散位点为将局部配位环境与能源转化行为联系起来提供了明确的平台 [30]。自漂浮结构，如光热-光催化层状气凝胶（TCLA），将反应区域移至气-水界面，减少了与主体海水的持续接触并改善了气体释放 [31]。这些策略并不等同。静电钝化直接针对氯离子吸附但可能影响离子传输。阻隔层提高了保护效果但可能引入扩散或电荷转移的代价。掺杂在结构上更为稳健但依赖于精确的晶格控制。异质结改善了载流子动力学但需要可靠的能带匹配。自漂浮结构更接近可部署模块但引发了机械耐久性和放大化的问题。
近期研究和综述将该领域从耐用的光催化海水分解和光电化学转化扩展到了海能利用的更广泛材料需求 [8], [9], [12]。现有大多数综述着重于特定的材料类别或反应类型，包括金属氧化物 [32]、纳米光催化剂 [33]和整体水分解 [22], [34]。相对缺乏的是以机制为中心的关于海水光催化中氯腐蚀与耐蚀设计的比较。因此，本综述聚焦于不同策略如何改变界面Cl-相互作用、电荷分布、反应选择性和耐久性。首先，我们讨论光催化剂的发展趋势和氯离子诱导腐蚀的基本机制。接下来，我们比较代表性的抗氯腐蚀策略，包括阴离子钝化层、阻隔层、元素掺杂、异质结工程和自漂浮结构。我们还将讨论复合及多功能设计以及面向应用的策略选择。随后，我们强调耐腐蚀光催化剂在海水条件下的代表性应用。最后，我们讨论抗氯腐蚀光催化剂面临的当前挑战和未来方向。本综述为高稳定性海水光催化剂的理性设计提供了指导。
