电化学CO2还原技术为生产高附加值燃料和化工原料提供了一种很有前途的策略。然而，如何进一步降低过电位和提高电流密度以实现大规模应用仍然是一个巨大的挑战。
近日，湖南大学谭勇文报道了采用电化学脱合金化的方法制备了具有高导电性的Bi金属核和非晶态Sn掺杂BiOx壳的新型Sn掺杂的Bi/BiOx纳米线（NWs）。
文章要点
1）由于Bi和Sn相的电化学稳定性不同，在0.25 M H2SO4中，在−0.3 V的外加电位下，Sn原子首先从电弧快淬Bi1Sn99（at%）合金薄带中溶解出来。在Bi−Sn合金的电化学脱合金过程中，由于Sn原子可以从Sn相持续溶解到酸性溶液中，Bi原子会被释放出来，并沿腐蚀方向重新组织成排列整齐的单相Bi基纳米线。HAADF-STEM图像清楚地显示出直径为∼10 nm的Bi/Bi(Sn)Ox NWs的结晶范围，周围环绕着厚厚的非晶壳层。
2）实验结果显示，Bi/Bi(Sn)Ox NWs在宽电位范围内表现出良好的选择性生成甲酸盐的活性，在气体扩散池下，从−0.5~−0.9 V（与可逆氢电极相比）下，法拉第效率（FE）超过92%，在−0.7 V时的最大FE值为98±2%。
3）原位拉曼光谱和理论计算表明，Sn原子的引入促进了Bi(Sn)氧化物表面*OCHO中间体的稳定，抑制了H2/CO的竞争生成。
这项工作为有效地原位构建具有杂原子掺杂的金属/金属氧化物杂化复合材料提供了新的思路，并为促进电化学CO2转化为甲酸盐的实际应用提供了新的思路。
参考文献
Yang Zhao, et al, Spontaneously Sn-Doped Bi/BiOx Core−Shell Nanowires Toward High-Performance CO2 Electroreduction to Liquid Fuel, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02053
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02053
