首页 »
行业资讯 »
纳米材料 »
余济美/黄勃龙/劳子桓JACS:尺寸效应不可忽视!助力高分散Bi纳米粒子电催化还原CO2制甲酸
为了实现碳循环的目标,迫切需要寻找有效的方法来降低大气中CO2的浓度。电催化CO2还原反应(CO2RR)将CO2转化为高附加值产物和降低大气中CO2浓度的一种很有前途的方法。在电催化CO2RR反应的产品中,甲酸在化学合成、燃料电池和储氢载体方面具有很大的应用前景。铋基材料被认为是将CO2转化为甲酸的良好电催化剂。然而,如何通过确定铋纳米粒子结构-性质的相关性以实现有效地生产甲酸仍然具有挑战性。
基于此,香港中文大学余济美(Jimmy C. Yu)、香港理工大学黄勃龙和劳子桓(Tsz Woon Benedict Lo)等通过从Bi4Ti3O12中原位Bi偏析,成功制备出多孔TiO2均匀负载的Bi纳米颗粒催化剂(Bi-TiO2),并且根据退火温度调节Bi的偏析速率,可以改变Bi纳米粒子的尺寸。
由于活性Bi中心的大量暴露,对CO2RR中间体具有适当的吸附能和Bi和TiO2之间存在有效的相互作用,在H型电池中,最佳的Bi-TiO2-700在−1.0 VRHE下显示出最高的甲酸盐法拉第效率,达到95.6%。并且,该催化剂在400 mV的宽电位窗口一直维持高的甲酸盐法拉第效率(> 90%)。
实验结果和理论计算表明,Bi纳米粒子的尺寸对催化剂的电活性和CO2RR性能有重要的调节作用,Bi-TiO2的电子结构演化经历了一个基于Bi纳米颗粒大小的火山趋势。
最优的Bi-TiO2-700具有中等尺寸的Bi纳米颗粒,并由于p带和d带中心的上移而表现出最高的电活性;同时Bi-TiO2中丰富的界面改善了电活性,优化了CO2和*COOH的吸附,有效降低了CO2RR的能耗、抑制了H2和CO的形成,以及提高了CO2转化为HCOOH的选择性。
Size Effects of Highly Dispersed Bismuth Nanoparticles on Electrocatalytic Reduction of Carbon Dioxide to Formic Acid. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.3c04727
-
1-乙酰基-9H-吡啶并[3,4-B]吲哚-3-羧酸_1-Acetyl-9H-pyrido[3,4-b]indole-3-carboxylic acid_CAS:73818-29-8
2026-08-07
-
(E)-1-甲基-4-(苯基重氮基)-1H-吡唑_(E)-1-methyl-4-(phenyldiazenyl)-1H-pyrazole_CAS:1621915-52-3
2026-08-07
-
1-{3-[(3,5-二甲基吡唑-1-基)甲基]-4-甲氧基苯基}-2,3,4,9-四氢-1H-吡啶并[3,4-b]吲哚_1-{3-[(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)methyl]-4-methoxyphenyl}-2,3,4,9-tetrahydro-1H-pyrido[3,4-b]indole_CAS:1594931-46-0
2026-08-07
-
羟基酪氨酸油酸酯_hydroxytyrosyl oleate_CAS:611237-25-3
2026-08-07
-
(R)-N-(2,3-环氧丙基)吲哚_(R) N – (2,3-epoxypropyl) indolee_CAS:1919872-97-1
2026-08-07
-
[氯化铂(2,6-双(2-吡啶基)-4[1H]-吡啶酮)氯化物]_[Pt(2,6-bis(2-pyridyl)-4[1H]-pyridone)Cl]Cl_CAS:3036295-88-9
2026-08-07
-
(1′,3′,3′-三甲基螺[苯并[f][1,4]苯并噁嗪-3,2′-吲哚]-9-基) 4-丁氧基苯甲酸酯_(1′,3′,3′-trimethylspiro[benzo[f][1,4]benzoxazine-3,2′-indole]-9-yl) 4-butoxybenzoate_CAS:400020-54-4
2026-08-07
-
(3S)-2,2′-双(2,2′-联噻吩-5-基)-3,3′-联环烷_(3S)-2,2′-bis(2,2′-bithiophene-5-yl)-3,3′-bithianaphthene_CAS:1594931-46-0
2026-02-26
-
(3R)-2,2′-双(2,2′-联噻吩-5-基)-3,3′-联环烷_(3R)-2,2′-bis(2,2′-bithiophene-5-yl)-3,3′-bithianaphthene_CAS:1594931-42-6
2026-02-26
-
荜茇酰胺CAS: 20069-09-4
2026-01-29
-
Anzurogenin D CAS: 56816-69-4
2026-01-29
-
葫芦巴碱盐酸盐 CAS No.:6138-41-6
2026-01-29
-
精胺二水合物CAS: 403982-64-9
2026-01-29