金属铋（Bi）在电催化二氧化碳还原（CO₂RR）合成甲酸盐方面具有广阔的应用前景。然而，直接合成活性稳定的Bi电催化剂仍然是一个巨大的挑战。

近日，南开大学Huan Wang提出了一种受限生长策略，通过使用2D纳米片作为前驱体模板，直接合成结构精准的Bi纳米带，为热还原和后续生长提供了一个平面内空间。此外，高温处理可以促进Bi(113)面的择优曝光，从而在边缘留下坚固的Bi−O活性中心。

文章要点

1）密度泛函理论（DFT）计算表明，具有Bi−O结构的(113)面可以显著降低甲酸盐中间体(*OCHO)形成的自由能垒。原位拉曼光谱结果也证实了高温处理过程中活化的Bi-O位点在整个CO₂RR过程中保持稳定。

2）结果表明，所制备的1D Bi异质结具有优异的电催化CO₂RR性能，在宽而温和的电势范围内具有高的甲酸盐法拉第效率(>95%)，并且在不同的电势下连续工作100 h后具有令人印象深刻的稳定性。此外，与析氧反应相结合的全电池以及基于边缘修饰的铋纳米带的流动电池也证明了实际的可行性。

本工作为制备高效的CO₂RR电催化剂提供了一种可行的策略。

参考文献

Youzeng Li, et al, In Situ Confined Growth of Bismuth Nanoribbons with Active and Robust Edge Sites for Boosted CO₂ Electroreduction, ACS Energy Lett. 2022

DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00326

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c00326