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由于電催化還原CO₂的反應條件非常苛刻，導致金屬電催化劑的穩定性較低，而且容易快速失活。

有鑒于此，山東大學張進濤報道控制擴散的合成策略，這種策略能夠通過簡單的熱擴散實現超小尺寸Bi納米粒子修飾在空心碳殼內，得到優異的電催化還原CO₂性能。

主要內容

（1）

限域效應使得氮摻雜碳網絡能夠降低Bi納米粒子的表面能，避免通常加熱合成過程導致的納米團聚。通過Bi納米粒子和碳之間的協同效應和限域效應，分散性較高的催化活性位點，使得電催化還原CO₂制備甲酸的電催化活性和穩定性得到改善。

（2）

通過對還原反應過程進行原位表征，以及借助DFT理論計算，說明Bi納米粒子修飾在摻雜氮的碳網絡有助于活化CO₂以及生成中間體*OCHO，因此增強電催化還原CO₂性能，實現了94.8 %的甲酸法拉第效率，較好的長期電催化穩定性。此外，將陰極電催化還原CO₂與陽極5-羥甲基糠醛結合，并且使用太陽能提供電能，能夠以81.2 %的產率生成2,5-呋喃二甲酸。

參考文獻

Weijian Guo, Xueying Cao, Dongxing Tan, Bari Wulan, Jizhen Ma, Jintao Zhang, Thermal-driven Dispersion of Bismuth Nanoparticles among Carbon Matrix for Efficient Carbon Dioxide Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202401333

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202401333