能源是人类社会赖以生存和发展的基础。在环境污染日益严重的形势下，清洁能源的开发与利用成了环保和可持续经济增长的重头戏。氢能是公认的清洁能源，然而，在许多应用中，氢气的提取缺乏稳定、高效和廉价的催化剂。采用既经济、资源又丰富的无金属（metal-free）光催化剂，如碳量子点、黑磷、石墨化碳氮化物，取代昂贵的Pt基催化剂，是研究人员不断努力的方向。然而，非金属光催化剂存在催化活性低、选择性差、稳定性差等问题，设计制备高活性、低成本的光催化剂仍然是一个较大的挑战。
有鉴于此，德克萨斯大学奥斯汀分校的Charles Buddie Mullins和Mohammad Ziaur Rahman等人合作综述了非金属光催化剂在析氢反应中的研究进展。
本文要点
1）该综述着重讨论了用于析氢反应的无金属光催化剂的最新进展和面临的挑战。所讨论的无金属光催化剂的范围仅限于不含金属元素的光催化剂（即B，C，P，S，Si，Se等），二元光催化剂（即BC3，B4C，CxNy，h-BN等）及其异质结，三元光催化剂（即BCN）及其异质结，以及不同类型的有机光催化剂（即线性，共价有机骨架，微孔聚合物，共价三嗪骨架等）及其异质结构。
2）在简要描述了这些光催化剂用于析氢反应的最新进展之后，他们进而讨论了获得高量子效率和高太阳能制氢（STH）转换效率所必需的潜在策略。还讨论了可再现性问题和报告析氢速率的争议，并提出了解决这些问题的建议。此外，他们还强调了一些可以促进光催化剂从微观生产到大规模生产的可扩展性的关键因素，以满足10％STH的目标。
3）该综述最后还讨论了关于高效光催化剂的基本材料方面的未来研究方向，以及可能需要组建全球氢气工作组来将理论转化为实践的六个潜在问题。
总之，该综述对于促进用于析氢反应的非金属光催化剂的设计制备和光催化制氢技术的实际应用具有重要意义。
参考文献：
Mohammad Ziaur Rahman et al. Metal-free photocatalysts for hydrogen evolution. Chem. Soc. Rev., 2020.
DOI: 10.1039/C9CS00313D
https://doi.org/10.1039/C9CS00313D
