多孔β-Bi2O3催化剂

晶界稳界面

通过甘氨酸-硝酸盐法合成的富含晶界的多孔β-Bi2O3催化剂，抑制Bi-O键还原，稳定Bi3+/Bi0界面，在宽电位窗口内高效还原CO2为甲酸盐。

Li, Li · Sai, Yao · Feng, Yi · Gao, Zengqiang · Wang, Jianzhi · 尹鹏飞 · 刘辉 · 张志成

Applied Catalysis B: Environmental 2025

具体参数

法拉第效率

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技术优势

法拉第效率高

在−0.5 V至−1.1 V宽电位范围内CO2转化为甲酸盐的法拉第效率超过90%，这得益于晶界对Bi-O键还原的抑制和Bi3+/Bi0界面的稳定。

界面稳定

晶界抑制Bi-O键还原，使Bi3+/Bi0界面在反应中保持稳定，避免活性物种失活。

促进关键中间体吸附

晶界增强关键中间体*OCHO在催化剂表面的吸附，并促进H2O解离，从而加速CO2电还原为甲酸盐。

降低反应能垒

Bi3+/Bi0共存与晶界的协同作用降低了形成*OCHO中间体的能垒，理论计算证实了这一机制。

应用场景

• 电催化CO2还原：该催化剂可直接用于CO2电还原制甲酸盐，在宽电位窗口内保持高效率。
• 铋基催化剂：提供了通过晶界稳定Bi3+/Bi0界面的新策略，适用于Bi基催化剂设计。
• 碳中和技术：将CO2高效转化为甲酸盐，助力碳减排与碳中和目标。