研究背景
目前，使用化石燃料带来的环境污染及温室气体排放的问题日趋严重，因此开发绿色的清洁能源代替化石能源以及将CO2有效转化的方法迫在眉睫。电化学CO2还原是将CO2转化为有价值的碳基化合物的有效技术之一。尽管现在已开发出多种电催化CO2还原的催化剂，但由于CO2是惰性物质，催化剂的活性及选择性仍不尽如人意。因此亟需开发高活性、高选择性的电催化剂。
由于杂质金属组分之间的协同作用，双金属催化剂与对应的单金属催化剂相比通常表现出更优异的催化性能，而金属-S-O化合物在催化反应中可能具有更优异的活性与选择性。然而对于金属-S-O化合物应用于CO2RR的报道仍较少。
成果速览
近日，北京大学张亚文教授团队通过在空气中煅烧AgBiS2，得到双金属-S-O化合物（ Ag0.95BiS0.75O3.1） ，再经过电化学预处理，将Ag0.95BiS0.75O3.1纳米棒转化为由Ag，Bi，S和O组成的无定形物质包覆的Bi0纳米晶电催化剂（ AgBi-500 ）。催化剂中S可促进H2O在活性位点的解离，提高CO2RR生成甲酸的选择性；Ag的存在则可提高反应电流密度，导致局部pH值提高，使得S在激活H2O的作用更加显着，并更有效的抑制H2的产生，从而协同提高反应的活性与选择性。
这项工作为开发更多的双金属-S-O复合材料及其衍生材料提供新思路。该工作以“Boosting electrochemical reduction of CO2 at a low overpotential by amorphous Ag-Bi-S-O decorated Bi0 nanocrystals ”为题发表于国际期刊Angewandte Chemie International Edition 上。
图文导读
图1 AgBi-500催化剂合成示意图及其形貌结构表征
图2 AgBi-500催化剂电催化性能表征
图3 AgBi-500催化剂电化学CO2还原动力学表征
文献信息
Boosting electrochemical reduction of CO2 at a low overpotentialby amorphous Ag-Bi-S-O decorated Bi0 nanocrystals
(Angewandte Chemie International Edition，，DOI: 10.1002/anie.08735)原文链接/doi/abs/10.1002/ange.08735
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