铜基量子点光催化太阳燃料转化研究进展
赵春元
项祥林
杨健
赵宗彦
昆明理工大学 材料科学与工程学院,云南 昆明 650000
摘要：随着全球工业化进程的持续加速,能源供需矛盾日益突出.传统化石能源的过度消耗不仅引发资源枯竭危机,更带来严重的环境问题,开发与利用可持续能源已成为全球共识下解决能源危机的核心路径.在众多能源转化技术中,光催化技术能直接将清洁、可再生的太阳能转化为稳定的高能量密度化学能(如氢能、碳氢燃料等),为能源结构转型升级提供了极具创新性的解决方案,成为近年来能源与材料领域的研究热点.铜基量子点作为一种新型半导体纳米材料,凭借其独特的量子尺寸效应、可调的光吸收特性、高载流子迁移率等优势在光催化领域崭露头角.此外,相较于传统贵金属基催化材料,铜基量子点具有环境友好、原料储量丰富且成本低廉的优势,更符合规模化应用的实际需求,在光催化领域展现出不可替代的广阔应用前景.系统梳理了铜基量子点在光催化太阳能转化中的研究进展.首先,从量子点的基本特性入手,阐述其量子尺寸效应、表面效应等核心特征,并介绍了溶胶凝胶法、热注入法、水热合成法等主流制备方法.其次,按照化学组成对铜基量子点进行分类阐述,包括铜量子点、合金量子点、氧化物量子点、硫化物量子点、硒化物量子点等.在此基础上,系统总结了铜基量子点在光催化分解水制H2、产H2O2,以及CO2 还原制备碳氢燃料等光催化能源转化领域的应用机制及其进展.最后,对铜基量子点在太阳燃料转化领域的发展趋势和前景进行了展望.旨在为铜基量子点光催化材料的理性设计与性能优化提供明确的方向指引,并为拓展其在可持续能源转化系统中的实际应用提供一些理论依据和试验指导.
关键词：铜基量子点光催化产氢CO2还原产H2O2
分类号：O644.1(物理化学（理论化学）、化学物理学)O643.36(物理化学（理论化学）、化学物理学)TQ517(燃料化学工业（总论）)
资助基金：云南省重点研发计划资助项目(202302AF080002)云南省基础研究计划资助项目(202401BE070001-007)云南省基础研究计划资助项目(202501AU070038)云南省基础研究计划资助项目(202501AU070117)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-17（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：18( 79-96 )
英文信息