韩一帆/朱明辉/戴升Appl. Catal. B.: 探索表面羟基对Bi、Sn和In催化剂在CO2还原过程中的作用

电化学CO₂还原反应(CO₂RR)是一种很有前景的技术，可将CO₂温室气体转化为各种化学产品，如CO、甲酸、甲烷和乙烯。但在众多电催化剂中，Bi、Sn和In显示出在水性电解质中催化甲酸盐生成的最大潜力。对于Sn和In，文献中已经报道了金属态和氧化物态对CO₂RR都有活性。

相反，Bi催化剂通常被认为在反应过程中完全还原为其金属形式。基于此，华东理工大学韩一帆、朱明辉和戴升等人将电沉积的Bi、Sn和In催化剂用作模型催化剂，以研究活性位点的性质以及表面羟基对CO₂电还原(CO₂RR)过程中甲酸盐形成的影响。

通过SEM、XPS、原位XRD、电化学测量和DFT计算，发现CO₂电还原活性位点为Bi⁰、SnO和In₂O₃，它们对羟基的亲和力遵循Bi⁰<SnO<In₂O₃的趋势。

KIE分析和原位ATR-IR表明甲酸盐生产有两种平行途径，一种在涉及CO₂相互作用的羟基化位点上进行与羟基形成碳酸氢盐，另一个在不含羟基的位点上进行，涉及^*OCHO作为关键中间体。

这项工作不仅为Bi、Sn和In催化剂上甲酸盐的演变提供了新的理解，而且为开发高效电催化剂提供了指导。

Probing the role of surface hydroxyls for Bi, Sn and In catalysts during CO₂ reduction. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120581

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韩一帆/朱明辉/戴升Appl. Catal. B.: 探索表面羟基对Bi、Sn和In催化剂在CO2还原过程中的作用

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