我校化材学院王舜/金辉乐/王娟团队在国际顶级刊物Angew. Chem. Int. Ed.上发表学术论文

电化学CO₂还原反应（CO₂RR）的实际应用受到竞争性析氢反应（HER）和缺乏pH通用催化剂的阻碍。在CO₂RR条件下，通过原位重构Bi₂Te₄O₁₁ NR合成了Te改性的Bi纳米棒（Te-Bi NRs）。研究表明，在CO₂RR过程中，Bi₂Te₄O₁₁ NR的重构过程可以分解为三个不同的步骤，即Bi₂Te₄TO₁₁的破坏、Te/Bi相的形成和Te的溶解。由此获得的Te-Bi NRs在全pH条件下（酸性、中性和碱性）都表现出高的甲酸选择性和稳定性。在流动池反应器中，Te-Bi NRs在300 mA cm^-2的高电流密度下分别实现了高达94.3%、96.4%和91.0%的HCOOH法拉第效率。DFT计算以及原位光谱测试表明，Te的存在可以调节Bi位点使其处于缺电子状态，增强了*OCHO中间体的吸附强度，并显著抑制了竞争性HER和CO的产生。本研究突出了催化剂在运行条件下重构的重要影响，并为设计高活性和稳定的电催化剂以实现CO₂还原反应提供了见解。

近日，我校王舜/金辉乐/王娟团队在国际顶级期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》发表题为“The Reconstruction of Bi₂Te₄O₁₁ Nanorods for Efficient and pH-universal Electrochemical CO₂ Reduction”的论文。在这项工作中，通过在CO₂RR条件下原位重构Bi₂Te₄O₁₁ NRs来开发Te修饰的Bi纳米棒（Te-Bi NRs）。使用原位X射线衍射（XRD）和原位拉曼光谱对CO₂RR过程中Bi₂Te₄O₁₁ NRs的复杂重构过程进行了全面分析。该分析揭示了三个不同的步骤：Bi₂Te₄O₁₁的分解、Te/Bi相的形成和Te的溶解。Te-Bi NRs在CO₂RR中对甲酸盐表现出非常高的性能，在所有pH条件下（酸性、中性和碱性）都表现出优异的选择性和稳定性。具体而言，在中性、碱性和酸性条件下的流动池反应器中，在300 mA cm^-2的高电流密度下分别实现了高达94.3%、96.4%和91.0%的HCOOH法拉第效率，超过了工业要求（>200 mA cm^-2）。值得注意的是，在这种高电流密度下，可以稳定运行120多个小时。结合了密度泛函理论（DFT）计算和原位红外光谱（ATR-FTIR）全面揭示了Te的存在会使得Bi位点的呈现出缺电子状态，从而增强*OCHO中间体的吸附强度，同时显著抑制竞争性HER和CO的产生。

        相关研究结果发表于近期的《Angew. Chem. Int. Ed.》（DOI: 10.1002/anie.202408849），BAT365唯一官网为第一通讯单位，BAT365唯一官网研究生博士后陈佳东和博士毛挺杰为共同第一作者，我校青年教师王娟副教授、金辉乐与王舜教授为该论文共同通讯作者，相关工作受到国家自然科学基金（52272088，22105146，52331009）和浙江省博士后科研优先资助项目（ZJ2023123）项目的资助。

原文链接：https://onlinelibrary-wiley-com-s.webvpn.wzu.edu.cn/doi/abs/10.1002/anie.202408849