由于电催化还原CO₂的反应条件非常苛刻，导致金属电催化剂的稳定性较低，而且容易快速失活。

有鉴于此，山东大学张进涛报道控制扩散的合成策略，这种策略能够通过简单的热扩散实现超小尺寸Bi纳米粒子修饰在空心碳壳内，得到优异的电催化还原CO₂性能。

主要内容

（1）

限域效应使得氮掺杂碳网络能够降低Bi纳米粒子的表面能，避免通常加热合成过程导致的纳米团聚。通过Bi纳米粒子和碳之间的协同效应和限域效应，分散性较高的催化活性位点，使得电催化还原CO₂制备甲酸的电催化活性和稳定性得到改善。

（2）

通过对还原反应过程进行原位表征，以及借助DFT理论计算，说明Bi纳米粒子修饰在掺杂氮的碳网络有助于活化CO₂以及生成中间体*OCHO，因此增强电催化还原CO₂性能，实现了94.8 %的甲酸法拉第效率，较好的长期电催化稳定性。此外，将阴极电催化还原CO₂与阳极5-羟甲基糠醛结合，并且使用太阳能提供电能，能够以81.2 %的产率生成2,5-呋喃二甲酸。

参考文献

Weijian Guo, Xueying Cao, Dongxing Tan, Bari Wulan, Jizhen Ma, Jintao Zhang, Thermal-driven Dispersion of Bismuth Nanoparticles among Carbon Matrix for Efficient Carbon Dioxide Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202401333

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202401333