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近年來，金屬基電催化劑（尤其是p區金屬）被用于CO₂RR產HCOOH反應，Bi基催化劑因其活性和選擇性受到廣泛關注。華南理工大學傅志勇教授、萬凱博士報道了一種Ni摻雜Bi納米片（Ni@Bi-NS）催化劑用于CO₂RR產HCOOH反應，研究了Ni摻雜對Bi納米片p軌道電子結構的影響，揭示了Ni摻雜Bi納米片CO₂RR產HCOOH活性提升機制。電化學研究結果表明，Ni@Bi-NS催化劑較Bi納米片（Bi-NS）催化劑顯示出更高的電催化活性及選擇性；Ni@Bi-NS催化劑在-1.1 V（vs. RHE）時產HCOOH電流密度達51 mA cm^-2，是Bi-NS催化劑的兩倍；其在較寬電位范圍（-0.8 V~?-1.1 V）內產HCOOH法拉第效率均大于92.0%，最高值達98.4%。實驗與密度泛函理論（DFT）計算結果表明，CO₂RR產HCOOH中間體*OCHO的形成能壘較*H或*COOH低，CO₂中O原子吸附在Bi位點上，CO₂RR以質子耦合電子轉移途徑進行；Ni摻雜后，Ni上電子部分轉移至鄰近Bi原子使其p軌道電子密度狀態增加并向費米能級移動，有利于p軌道與CO₂的π*軌道之間的軌道雜化，從而降低產HCOOH中間體*OCHO的形成能壘，促進CO₂活化。該研究工作通過實驗與理論研究揭示了Bi基催化劑p軌道電子結構調控行為及CO₂RR產HCOOH活性提升機制，為高效CO₂RR產HCOOH電催化劑的理性設計及機理研究提供了思路。