监测和控制材料在工作条件下的重构对于准确识别活性中心、阐明反应机理和合理设计先进催化剂至关重要。

近日，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授报道了准确揭示了在电化学CO₂还原（CRR）条件下Bi-金属有机骨架（Bi-MOFs）的重构过程，从而为合成高活性、高选择性、高稳定性的Bi基催化剂用于CRR提供了指导。

文章要点

1）研究人员发现，Bi-MOFs在进行催化CRR之前复杂的重构过程可以分解为两个步骤：i）电解质介导的Bi-MOF 纳米棒（NR）通过碳酸氢盐引发的配体取代转化为Bi₂O₂CO₃ NS；ii）电位介导的Bi₂O₂CO₃ NS还原为Bi NS。第一步控制最终的形貌和缺陷，而第二步决定最终的组成和价态。例如，调节碳酸氢盐浓度可以得到不同厚度和催化性能的Bi₂O₂CO₃ NR和Bi₂O₂CO₃ NS。

2）原位构建的厚度为3.5 nm的Bi NS对甲酸盐的产率达到92%，并且在操作条件下可保持稳定性。在两步重构过程中，表面空位附近形成了丰富的不饱和Bi原子，有利于*OCHO中间体的吸附，最终有利于反应过程。

这项工作强调了在工作条件下预催化剂重构的重要影响，并通过对这些过程的调节，为设计高活性和稳定的电催化剂提供了指导。

参考文献

Dazhi Yao, et al, The Controllable Reconstruction of Bi-MOFs for Electrochemical CO₂ Reduction through Electrolyte and Potential Mediation, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202104747

https://doi.org/10.1002/anie.202104747