Nanosecond Laser Confined Bismuth Moiety with Tunable Structures on Graphene for Carbon Dioxide Reduction

格式化 催化作用 石墨烯 材料科学 基质(水族馆) 纳米技术 二氧化碳电化学还原 吸附 Atom(片上系统) 溶解 配体(生物化学) 组合化学 化学物理 光化学 化学 物理化学 一氧化碳 有机化学 生物化学 海洋学 受体 地质学 计算机科学 冶金 嵌入式系统
作者
Mengnan Zhu,Haoqing Jiang,Bowen Zhang,Min‐Rui Gao,Peng‐Fei Sui,Renfei Feng,Karthik Shankar,Steven H. Bergens,Gary J. Cheng,Jing‐Li Luo
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (9): 8705-8716 被引量:20
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c01897
摘要

Substrate-supported catalysts with atomically dispersed metal centers are promising for driving the carbon dioxide reduction reaction (CO2RR) to produce value-added chemicals; however, regulating the size of exposed catalysts and optimizing their coordination chemistry remain challenging. In this study, we have devised a simple and versatile high-energy pulsed laser method for the enrichment of a Bi "single atom" (SA) with a controlled first coordination sphere on a time scale of nanoseconds. We identify the mechanistic bifurcation routes over a Bi SA that selectively produce either formate or syngas when bound to C or N atoms, respectively. In particular, C-stabilized Bi (Bi–C) exhibits a maximum formate partial current density of −29.3 mA cm–2 alongside a TOF value of 2.64 s–1 at −1.05 V vs RHE, representing one of the best SA-based candidates for CO2-to-formate conversion. Our results demonstrate that the switchable selectivity arises from the different coupling states and metal-support interactions between the central Bi atom and adjacent atoms, which modify the hybridizations between the Bi center and *OCHO/*COOH intermediates, alter the energy barriers of the rate-determining steps, and ultimately trigger the branched reaction pathways after CO2 adsorption. This work demonstrates a practical and universal ultrafast laser approach to a wide range of metal–substrate materials for tailoring the fine structures and catalytic properties of the supported catalysts and provides atomic-level insights into the mechanisms of the CO2RR on ligand-modified Bi SAs, with potential applications in various fields.
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
犹豫帆布鞋完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
SciGPT应助胖奥小肥仔采纳,获得10
刚刚
Sisyphus发布了新的文献求助10
1秒前
机灵寒烟发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.1应助ycp采纳,获得10
2秒前
东方红完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Msong发布了新的文献求助10
2秒前
冬寒发布了新的文献求助10
2秒前
欣喜沉鱼完成签到,获得积分20
3秒前
飘柔666发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
科研小白完成签到,获得积分10
3秒前
ajiduo完成签到 ,获得积分10
5秒前
nihao发布了新的文献求助10
5秒前
我真的想早点毕业完成签到 ,获得积分20
5秒前
科研后腿发布了新的文献求助10
6秒前
SciGPT应助wings采纳,获得10
8秒前
Zion完成签到,获得积分0
8秒前
懒洋洋完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
科研丁真完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
贾道之完成签到,获得积分10
9秒前
NGNL_Kirito发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
11秒前
adfadwadad发布了新的文献求助10
12秒前
CipherSage应助尤伦理采纳,获得10
12秒前
田様应助小白采纳,获得10
12秒前
科研后腿完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
zoutu完成签到,获得积分10
15秒前
cc321发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
可爱小笼包关注了科研通微信公众号
17秒前
夏至完成签到 ,获得积分10
17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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Psychology and Work Today 1000
Research for Social Workers 1000
Mastering New Drug Applications: A Step-by-Step Guide (Mastering the FDA Approval Process Book 1) 800
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5905304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6778146
关于积分的说明 15761999
捐赠科研通 5029030
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2707954
邀请新用户注册赠送积分活动 1656771
关于科研通互助平台的介绍 1601941