CO2的高效转化技术能够降低大气中过高的CO2浓度，并制备高附加值的化学产品和能源燃料，这对于缓解能源和环境问题而言有着非常重要的应用前景。甲酸作为CO2还原中最重要的还原产物之一，反应路径简单，只涉及两电子的转移，从技术经济角度分析具有非常高的经济价值和成本竞争力。然而，目前CO2还原制甲酸仍然面临着诸多挑战，包括迟缓的反应动力学、较低的甲酸选择性和电流密度等。因此，开发经济、稳定、高选择性的电催化材料是实现电化学CO2还原制甲酸技术大规模应用的关键所在。基于此，华中科技大学夏宝玉教授课题组在强化Bi基催化剂Bi-O键晶体结构研究的基础上(ACSCatal.,,10,-)，设计制备一种新型的碳纳米棒限域的Bi2O3纳米颗粒催化剂，该催化剂可以高效地将CO2电催化还原为甲酸。实验结果表明，Bi2O3C中Bi2O3纳米颗粒和碳纳米棒的协同作用共同促进了CO2的快速选择性还原，其中Bi2O3纳米颗粒有助于改善反应动力学和甲酸选择性，而碳纳米棒结构则有助于提高甲酸的催化活性和电流密度。在含有1.0MKOH电解液的Flowcell中，该催化剂制备甲酸的起始电位可低至-0.28Vvs.RHE，而且甲酸的法拉第效率高达93％以上，部分电流密度可超过mAcm-2，同时表现出优异的催化稳定性。该工作为高效甲酸生产提供了一种基于铋基MOF衍生催化剂的制备方法，并且有助于推动电催化CO2转化技术的进一步发展。此外，该研究团队致力于CO2的资源化利用研究。相关工作包括开发高效铜基催化剂用于CO2还原产生CO产物(Appl.Catal.BEnviron.,,,;J.Catal.,,,)，并对其服役过程中的关键催化表界面演变进行研究(Chem.Sci.,,10,;ACSCatal.,,10,)、设计开发高效转换器件(Angew.Chem.Int.Ed.,.DOI:10./anie.00657)等，有望推动CO2资源化利用的进一步发展。
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