Modulating p‐Orbital of Bismuth Nanosheet by Nickel Doping for Electrocatalytic Carbon Dioxide Reduction Reaction

纳米片 电催化剂 电化学 密度泛函理论 二氧化碳电化学还原 法拉第效率 材料科学 选择性 兴奋剂 无机化学 费米能级 化学 纳米技术 催化作用 电极 物理化学 计算化学 电子 有机化学 冶金 一氧化碳 光电子学 物理 量子力学
作者
Helei Wei,Aidong Tan,Zhipeng Xiang,Jie Zhang,Jinhua Piao,Zhenxing Liang,Kai Wan,Zhiyong Fu
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:15 (15): e202200752-e202200752 被引量:31
标识
DOI:10.1002/cssc.202200752
摘要

Electrochemical reduction of CO2 (CO2 RR) to value-added chemicals is an effective way to harvest renewable energy and utilize carbon dioxide. However, the electrocatalysts for CO2 RR suffer from insufficient activity and selectivity due to the limitation of CO2 activation. In this work, a Ni-doped Bi nanosheet (Ni@Bi-NS) electrocatalyst is synthesized for the electrochemical reduction of CO2 to HCOOH. Physicochemical characterization methods are extensively used to investigate the composition and structure of the materials. Electrochemical results reveal that for the production of HCOOH, the obtained Ni@Bi-NS exhibits an equivalent current density of 51.12 mA cm-2 at -1.10 V, which is much higher than the pure Bi-NS (18.00 mA cm-2 at -1.10 V). A high Faradaic efficiency over 92.0 % for HCOOH is achieved in a wide potential range from -0.80 to -1.10 V, and particularly, the highest efficiency of 98.4 % is achieved at -0.90 V. Both experimental and theoretical results reveal that the superior activity and selectivity are attributed to the doping effect of Ni on the Bi nanosheet. The density functional theory calculation reveals that upon doping, the charge is transferred from Ni to the adjacent Bi atoms, which shifts the p-orbital electronic density states towards the Fermi level. The resultant strong orbital hybridization between Bi and the π* orbitals of CO2 facilitates the formation of *OCHO intermediates and favors its activation. This work provides an effective strategy to develop active and selective electrocatalysts for CO2 RR by modulating the electronic density state.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
流云完成签到,获得积分10
1秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
1秒前
lizishu应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得20
1秒前
lizishu应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
liu完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
科研通AI6.1应助唐多令采纳,获得10
5秒前
5秒前
搞科研发布了新的文献求助10
7秒前
缥缈熊猫发布了新的文献求助10
10秒前
无情麦片完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
莫大完成签到 ,获得积分10
13秒前
Moonpie应助wch666采纳,获得10
13秒前
14秒前
蒋莹萱完成签到 ,获得积分10
15秒前
实现一个梦想完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
得意黑完成签到,获得积分10
17秒前
咯噔发布了新的文献求助10
19秒前
陈均涛发布了新的文献求助10
19秒前
盟主完成签到 ,获得积分10
21秒前
科研通AI6.3应助AsRNA采纳,获得10
21秒前
21秒前
朱佳宁发布了新的文献求助10
21秒前
唐多令发布了新的文献求助10
22秒前
华仔应助鳗鱼店员采纳,获得10
22秒前
23秒前
科目三应助TiO太阳采纳,获得10
24秒前
24秒前
Uranus发布了新的文献求助30
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6446067
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8259507
关于积分的说明 17595426
捐赠科研通 5506770
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901883
邀请新用户注册赠送积分活动 1878867
关于科研通互助平台的介绍 1718995