碳量子点（CQDs）因其良好的荧光性能、良好的化学稳定性、丰富的表面官能团，可与多种二维材料复合以增强其光催化、电催化、传感等性能。以下是碳量子点可修饰的常见二维材料及其应用场景的详细说明：

1. 氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）

修饰机制：

CQDs表面的羧基、羟基等官能团可与GO的含氧官能团（如环氧基、羧基）通过氢键、π-π相互作用或共价键结合，形成稳定的复合结构。

应用场景：

光催化：CQDs/GO复合材料可拓宽光谱响应范围，提升光生载流子分离效率，用于降解有机污染物（如罗丹明B、亚甲基蓝）或光解水制氢。

电化学储能：CQDs的引入可增加GO的导电性和比表面积，提升超级电容器或锂离子电池的电化学性能。

传感：CQDs/GO复合膜可用于检测重金属离子（如Hg²⁺、Pb²⁺）或生物分子（如葡萄糖、DNA）。

2. 还原氧化石墨烯（Reduced Graphene Oxide, rGO）

修饰机制：

rGO保留了部分含氧官能团，同时具有更高的导电性。CQDs可通过π-π堆积或共价键修饰rGO，形成电子传输通道。

应用场景：

光催化：CQDs/rGO复合材料在光解水制氢和CO₂还原中表现出良好的性能，得益于CQDs的上转换发光特性和rGO的快速电子迁移能力。

电催化：用于氧还原反应（ORR）或析氢反应（HER），提升催化活性和稳定性。

柔性电子器件：CQDs/rGO复合薄膜可用于制备柔性传感器或透明导电电极。

3. 二硫化钼（MoS₂）

修饰机制：

CQDs可通过静电吸附或共价键结合到MoS₂的表面或边缘，抑制MoS₂的团聚并增加活性位点。

应用场景：

光催化：CQDs/MoS₂复合材料在光解水制氢和降解有机污染物中表现出协同效应，CQDs的上转换发光特性可激发MoS₂的导带电子。

电催化：用于HER反应，CQDs的引入可降低MoS₂的过电位并提升催化稳定性。

传感：用于检测气体分子（如NO₂、H₂S）或生物标志物。

4. 二硫化钨（WS₂）

修饰机制：

与MoS₂类似，CQDs可通过π-π相互作用或共价键修饰WS₂，提升其光吸收和电荷分离效率。

应用场景：

光催化：CQDs/WS₂复合材料在光解水制氢和CO₂还原中表现出光生载流子分离能力。

电催化：用于ORR或HER反应，提升催化活性和耐久性。

光电探测器：CQDs的引入可增强WS₂的光响应性和灵敏度。

5. 六方氮化硼（h-BN）

修饰机制：

CQDs可通过范德华力或共价键结合到h-BN表面，引入新的活性位点并调控其电子结构。

应用场景：

光催化：CQDs/h-BN复合材料在光解水制氢和降解有机污染物中表现出稳定性和催化活性。

紫外屏蔽：h-BN的宽带隙和CQDs的荧光特性可用于制备紫外屏蔽材料。

润滑：CQDs的引入可提升h-BN的润滑性能和耐磨性。

6. 过渡金属碳化物/氮化物（MXenes）

修饰机制：

MXenes（如Ti₃C₂Tx）表面富含羟基、氟基等官能团，可与CQDs通过氢键或共价键结合，形成稳定的复合结构。

应用场景：

电磁屏蔽：CQDs/MXenes复合材料具有良好的导电性和电磁波吸收性能，可用于制备轻质、电磁屏蔽材料。

储能：用于超级电容器或锂离子电池，提升能量密度和循环稳定性。

传感：用于检测气体分子（如NH₃、NO₂）或生物分子。

7. 黑磷（Black Phosphorus, BP）

修饰机制：

CQDs可通过π-π相互作用或共价键修饰BP纳米片，抑制其氧化并提升稳定性。

应用场景：

光催化：CQDs/BP复合材料在光解水制氢和降解有机污染物中表现出光生载流子分离能力。

生物医学：BP的光热特性和CQDs的荧光特性可用于成像。

光电探测器：CQDs的引入可增强BP的光响应性和灵敏度。

8. 层状双氢氧化物（LDHs）

修饰机制：

CQDs可通过静电吸附或共价键结合到LDHs的层间或表面，调控其层间距和电子结构。

应用场景：

光催化：CQDs/LDHs复合材料在光解水制氢和降解有机污染物中表现出良好的催化活性。

吸附：用于去除水中的重金属离子（如Cd²⁺、Pb²⁺）或阴离子污染物（如CrO₄²⁻）。

药物递送：LDHs的层状结构和CQDs的生物相容性可用于制备药物载体。

9. 金属有机框架（MOFs）衍生的二维材料

修饰机制：

通过热解或化学刻蚀将MOFs转化为二维碳材料（如多孔碳纳米片），再与CQDs复合，形成具有高比表面积和丰富孔结构的复合材料。

应用场景：

光催化：CQDs/二维碳复合材料在光解水制氢和CO₂还原中表现出光生载流子分离能力。

电催化：用于ORR或HER反应，提升催化活性和稳定性。

储能：用于超级电容器或锂离子电池，提升能量密度和循环稳定性。

10. 钙钛矿量子点/二维材料复合体系

修饰机制：

将钙钛矿量子点（如CsPbX₃）与二维材料（如rGO、MoS₂）复合，CQDs可作为桥梁或钝化层，提升复合材料的稳定性和光吸收性能。

应用场景：

光催化：CQDs/钙钛矿量子点/二维材料复合体系在光解水制氢和降解有机污染物中表现出催化活性。

光电探测器：CQDs的引入可增强钙钛矿量子点的光响应性和灵敏度。

碳量子点可通过多种机制（如静电吸附、π-π相互作用、共价键结合）修饰二维材料，提升其光催化、电催化、传感等性能。根据具体应用需求，可选择合适的二维材料与CQDs复合，并通过调控复合比例、制备工艺等参数优化复合材料的性能。