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理解電催化還原CO₂反應(yīng)過程中電催化劑的結(jié)構(gòu)變化對于理解催化劑的結(jié)構(gòu)-性能非常重要。有鑒于此，華中科技大學(xué)李箐、王譚源等報(bào)道發(fā)現(xiàn)Bi-O-M (M=S, Se, Cl)納米片能夠通過原位解離鹵陰原子方式導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的電催化還原CO₂性能。

本文要點(diǎn)

（1）

陽離子吸附能夠降低金屬Bi的功函和零電荷電勢，這有助于還原反應(yīng)過程中重新生成Bi-O結(jié)構(gòu)。在各種Bi-O-M中，Bi₂O₂S通過結(jié)構(gòu)重構(gòu)過程中原位釋放陰離子S^2-，從而實(shí)現(xiàn)最好的電催化還原CO₂性能，當(dāng)過電勢為-0.9 V，電流密度達(dá)到32.7 mA cm^-2。這個(gè)性能是Bi金屬和Bi₂O₃的3倍，而且比大多數(shù)報(bào)道的Bi催化劑性能都更好。

（2）

在流動(dòng)相電解槽中，-0.56 V過電勢的電流密度達(dá)到280 mA cm^-2。在長期電催化反應(yīng)過程時(shí)，甲酸產(chǎn)物的部分電流密度為150 mA cm^-2，法拉第效率達(dá)到96 %。這項(xiàng)工作展示原位釋放陰離子方式調(diào)節(jié)催化劑/電解液界面和金屬電催化劑的性能。

參考文獻(xiàn)

Shuxia Liu, Tanyuan Wang*, Xuan Liu, Jianyun Liu, Hao Shi, Jiaoyang Lai, Jiashun Liang, Shenzhou Li, Zhao Cai, Yunhui Huang, and Qing Li*, In Situ Dissociated Chalcogenide Anions Regulate the Bi-Catalyst/Electrolyte Interface with Accelerated Surface Reconstruction toward Efficient CO₂ Reduction, ACS Catal. 2024, 14, 489–497

DOI: 10.1021/acscatal.3c04768

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c04768