MXenes基光催化剂制备的研究进展

江吉周，熊志国，廖国东，吴 晶，白赛帅，邹 菁

(1.武汉工程大学环境生态与生物工程学院/化学与环境工程学院，武汉 430205；2.湖北省地质实验测试中心/自然资源部稀土稀有稀散矿产重点实验室，武汉 430034)

随着传统化石燃料的消耗率异乎寻常地增加，以及使用这些碳排放燃料所带来的环境危害越来越大，能源短缺和环境污染已成为人类面临的两个主要问题[1-2]，可持续发展和清洁能源是解决这两个问题的关键[3].因此，促使研究界迫切地寻找一种丰富、持久、零排放、环保的混合燃料作为替代能源.太阳能资源，取之不尽，用之不竭，是未来最有前途的能源之一，可被利用在光伏技术[4]，CO2还原[5-7]、光降解污染物[8-9]以及光催化分解水[10]等方面.在光催化分解水产生可再生燃料的系统中，光催化剂发挥关键作用.光催化太阳能的转换可以分为三个步骤：光吸收，电荷的分离和转移以及表面反应.在这些步骤中的每个步骤的任何改进都将有助于提高总转换效率.其中，光生电荷载流子的分离和迁移被认为是光催化速率的决定步骤.常规光催化剂，如TiO2、g-C3N4由于这些材料中电荷的快速复合，所以表现出较低的光催化效率.尽管使用诸如Pt、Ru和Pd之类的贵金属作为助催化剂可以增强电荷分离能力并抑制电荷复合，但是却会增加成本.因此，迫切需要高效并且廉价的助催化剂以促进光催化的发展.

二维材料因其丰富多样的性质受到广泛关注.该类材料具有极高的比……