二维（2D）纳米结构因其独特的性能而成为材料化学领域的前沿。无金属的2D纳米材料因其相对于许多无机结构而言具有更高的成本效益和较低的毒性而具有额外的吸引力。一些不含金属的二维半导体具有出色的电子特性，将其应用于有机合成领域，成为高性能的光催化剂，推动高价值有机分子的可持续合成。

有鉴于此，的里雅斯特大学的化学家Maurizio Prato和Michele Melchionna等人，确定了二维无金属材料的关键点，并讨论了它们作为高级有机合成的光催化剂的成功。还就需要改进的领域进行了重要讨论，以扩大适用范围并增加工业吸引力。最后，介绍了2D材料光催化的新兴趋势，并向更丰富的有机合成方向发展。

本文要点

1）尽管对二维（2D）材料的研究可以追溯到几十年前，但它的复兴可以追溯到单层石墨烯被Geim和Novoselov被分离和表征的时候。从那时起，石墨烯的令人难以置信的特性激发了许多研究人员对各种可能的应用进行研究。认识到这种独特的特性与2D排列紧密相关，这推动并加速了对其他2D材料的探索，这些材料包括金属基材料和无金属材料。近年来，由于与基于金属的结构相比，无金属材料的材料成本较低，因此二维无金属材料的研究变得越来越广泛。在此类材料的各种应用中，光催化是一个极具吸引力的领域。尽管在将无金属2D材料用作有机转化的光催化剂方面有较大的进展，但其全部潜力尚未被完全发现，而理解结构/活动的关系仍然需要大量的研究。

2）尽管无金属二维单相催化剂在光催化有机合成方面取得了很大的进展，但与二维无机杂化的并行性，通过创造合适的异质结，可以显著提高光催化性能，自然为无金属类似物提供了一个新的方向。具体而言，一个前沿领域是将两种不含金属的相结合并进行适当的界面连接，从而制备二维不含金属的纳米杂化物以结合其催化行为，同时利用由此产生的新功能。另一个目标是通过仅依靠非金属2D结构来复制众所周知的无机Z方案。这种方法可延缓电子-空穴复合速率，同时利用较高的CB能级和较低的VB能级来实现能量要求较高的氧化还原过程。

参考文献：

Cristian Rosso et al. Metal-Free Photocatalysis: Two-Dimensional Nanomaterial Connection toward Advanced Organic Synthesis. ACS Nano, 2021.

DOI: 10.1021/acsnano.1c00627

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00627