华东理工等Adv Mater：局部畸变Bi2CuO4稳定晶格氧促进电催化制甲酸盐

纳米技术

2022-08-15

电化学CO₂还原反应为将绿色能量转化为具有附加值的化学品和燃料提供一种在经济上合理的技术，目前人们在理解和合成氧化物有关的预催化剂上得到显著的进展，但是对于原位反应条件过程催化剂的局部动态结构变化情况还并不清楚。

有鉴于此，华东理工大学杨化桂、刘鹏飞、上海同步辐射光源姜政等报道畸变结构Bi₂CuO₄预催化剂能够有效的进行CO₂转化为甲酸盐。通过XAFS和理论计算说明，通过[CuO₄]^6-旋转的畸变使得比结构稳定的样品形成更高的导电性，而且改善电催化剂的稳定性。

本文要点：

（1）

通过Operando XAFS和STEM表征验证，在CO₂电化学还原反应后，由于结构畸变导致结构稳定，相当多的晶格氧能够保持。通过对结构畸变的样品进行电化学表征，发现样品具有优异的活性和选择性，在比较低的过电势（-400 mV）达到194.6 mA cm^-2较高的甲酸盐部分电流密度。

（2）

通过原位表面增强红外吸收光谱（SEIRAS）、DFT计算，说明保留的晶格氧能够优化*OCHO中间体的吸附，因此导致更强的CO₂电化学还原性能。

参考文献

Yuanwei Liu, Zhen Xin Lou, Xuefeng Wu, Bingbao Mei, Jiacheng Chen, Jia Yue Zhao, Ji Li, Hai Yang Yuan, Minghui Zhu, Sheng Dai, Chenghua Sun, Peng Fei Liu, Zheng Jiang, Hua Gui Yang, Molecularly Distorted Local Structure in Bi₂CuO₄ Oxide to Stabilize Lattice Oxygen for Efficient Formate Electrosynthesis, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202202568

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202202568