電催化還原二氧化碳是一種富有前景的策略，可以在減少溫室氣體的同時實現(xiàn)高附加值化學(xué)原料和燃料。CO2雙電子還原的甲酸鹽/甲酸被認(rèn)為是最經(jīng)濟的液態(tài)產(chǎn)品之一。 Bi基電催化劑對甲酸鹽的高選擇性、低成本和高生物相容性因而受到高度關(guān)注。然而，鉍基催化劑在電催化過程中往往會原位轉(zhuǎn)換發(fā)生原子重排形成層狀結(jié)構(gòu)的金屬Bi。因此，催化劑前驅(qū)體的選擇尤為重要，尤其是從微觀結(jié)構(gòu)角度出發(fā)設(shè)計和選擇催化劑前驅(qū)體是解決限制Bi基材料電催化二氧化碳還原性能的關(guān)鍵。
近日，山西師范大學(xué)的賈建峰教授、盧文卜教授團隊提出使用有機-無機雜化鹵化鉍作為催化劑前驅(qū)體，應(yīng)用于電催化二氧化碳還原。一方面，有機-無機雜化鹵化鉍直接提供鹵素簡化了通過表面引入鹵素的制備工藝；另一方面，使用含菱面體金屬Bi相似或相近結(jié)構(gòu)的催化劑可能會更利于原位轉(zhuǎn)化過程中的原子重排。作者對菱面體金屬Bi結(jié)構(gòu)分析后發(fā)現(xiàn)，層與層間距為4.750 ?。通過數(shù)據(jù)庫查詢和文獻篩選發(fā)現(xiàn)含Bi4I16簇的零維雜化鹵化鉍材料中Bi???Bi間距為4.760 ?，幾乎與菱面體金屬Bi中Bi???Bi間距相等(4.750 ?)。 以含Bi2I9簇、且較短Bi???Bi間距(4.2415 ?)的催化劑作為對比。Bi4I16在?1.1 V甲酸鹽偏電流密度明顯高于Bi2I9。在?0.86 V下最大法拉第效率(FE，~80%)，并在16小時后保持高于78.5%的FE。 論文信息 In Situ Transformation of Hybrid Bismuth Halide into Rhombohedral Bismuth for Electrochemical CO2 Reduction to Formate Bao-Qiang Tian, Juan-Juan Hou, Ting Wang, Yang Gao, Junming Zhang, Wenbo Lu, Jianfeng Jia 文章的第一作者是山西師范大學(xué)的博士研究生田寶強，通訊作者是賈建峰教授和盧文卜教授。 ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202401007
