通过快速电子束辐照调节BiOBr纳米片的氧空位结构，实现高效的电催化CO2还原为甲酸

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Tailoring Oxygen Vacancies of BiOBr Nanosheets via Rapid Electron Beam Irradiation for Efficient Electrocatalytic CO2 Reduction to Formate

电子束辐照快速合成BiOBr纳米片并调控氧空位浓度，显著提升CO?电催化还原为甲酸的效率，法拉第效率达95%，且通过固态电解质实现连续生产高纯度甲酸，原位分析证实氧空位对中间体形成的关键作用。

　　

高价铋物种（如BiOBr）因其优异的结构稳定性和产物选择性，在作为CO₂还原为甲酸的电催化剂方面受到了广泛关注。然而，开发一种快速、节能且操作简便的合成策略仍然是一个关键挑战。在此，我们首次报道了一种基于电子束辐照的快速、可扩展的合成方法，能够在短短10分钟内制备出BiOBr纳米片。通过精确调控辐照剂量，可以有效调节BiOBr纳米片的结构特征和催化性能，并实现对氧空位（O_v）浓度的控制。在最佳剂量300 kGy下，该催化剂在流动池中制备甲酸的法拉第效率（FE）达到95.0% ± 0.48%。为了进一步降低产物分离的成本，我们采用了固体-电解质电池，实现了纯HCOOH的连续生产，产率为0.08 M，法拉第效率为88.4%。系统的原位电化学分析进一步表明，电子束诱导的缺陷（尤其是O_v）在CO₂的活化及*OCHO中间体的形成过程中起着关键作用，这与催化性能的提升密切相关。本研究不仅展示了电子束辐照在合成和制备高性能铋基催化剂方面的潜力，还为可扩展的纳米材料合成以及高效的CO₂至甲酸转化提供了一种有前景的策略。