编号：NMJS09677
篇名： 石墨烯负载铋单原子催化剂的简易制备及其CO2电还原性能（英文）
作者： 武泽林1,2,3；王海波1,2,3；蒙夏清4；温辉1,2；赵智勇1,2；王聪伟1,2,3；郭全贵1,2；宋燕1,2,3；王俊英1,2,3
关键词： 石墨烯; 铋; 单原子催化剂; 电催化; 二氧化碳还原;
机构：1.中国科学院山西煤炭化学研究所,炭材料山西省重点实验室2.中国科学院山西煤炭化学研究所,中国科学院炭材料重点实验室3.中国科学院大学,材料与光电研究中心4.安徽大学,物质科学与信息技术研究院,安徽省
摘要： 开发高选择性、成本效益优异且性能可靠的电催化剂，用于将CO2电化学还原为有价值的碳基产物，这对解决CO2排放与能源短缺问题具有重要意义。本研究报道了一种通过简易方法合成的石墨烯负载铋单原子催化剂（BiSA-G），该催化剂具有独特的BiN4配位结构。在合成过程中，采用单宁酸作为多功能配体，氨气作为氮掺杂剂，通过可扩展的配位化学方法，在石墨烯基底上实现了BiN4活性位点的均匀分布。实验表明，该催化剂在将CO2转化为CO方面表现卓越：在-0.55 V（vs. RHE）电位下，法拉第效率高达97.4%，转换频率达到5230 h-1，同时展现出优异的稳定性。密度泛函理论计算证实，BiN4位点是主要活性中心，能够同时促进CO2活化并有效形成关键中间体*COOH，且显著降低了反应自由能垒。该发现为电化学二氧化碳还原反应高效催化剂的原子尺度设计提供了新思路，有望推动可持续碳资源利用的发展。