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二維低熔點(LMP)金屬納米晶以其獨特的表面結構和拓撲結構而受到人們越來越多的關注，顯示出廣泛的應用前景。然而，由于低標準氧化還原電位、低熔點、較差的晶體對稱性等因素的限制，這類微晶的成核(還原)和生長(結晶)過程仍然難以控制。

近日，北京理工大學殷安翔課題組報道了一種可控還原-熔融-結晶法(RMC)，用于選擇性地制備表面幾何/電子結構可調的超薄、自支撐、無表面活性劑的鉍納米片。

具體而言，RMC策略可以分離金屬納米晶的還原和結晶階段：鉍鹽首先被乙二醇(EG)還原形成金屬鉍(由于其熔點非常低而熔化成鉍滴)；接下來，在結晶過程中，通過快速冷凍納米鉍液滴可以獲得單分散的圓形鉍納米顆粒(r-BiNPs)，而在更高的溫度下通過更慢的結晶過程可以制備規(guī)則的扁平鉍納米片(f-BiNFs)。

此外，鉍的水敏性賦予了對鉍納米片的結構和形態(tài)的額外控制。向EG溶液中引入微量的水會擾亂鉍的結晶，產生超薄的鋸齒狀鉍納米片(j-BiNSs)，其富含表面孔隙和階梯邊緣。

在常溫條件下，Bi的鋸齒狀納米片、扁平納米片和納米球對CO₂在水溶液中的電催化還原作用存在顯著差異。理論計算和電化學研究顯示，j-BiNS的豐富階梯邊可選擇性地增強對CO₂的吸附，并提高Bi表面電催化CO₂還原反應(CO₂RR)的速率控制步驟(RDS)。

結果表明，j-BiNSs比f-BiNSs和r-BiNPs具有更高的甲酸鹽選擇性和活性，并且其在強酸性(FE=90.7%，j=108.5 mA cm^?2，?1.2 V_RHE)，近中性(FE=96.0%，j=127.6 mA cm^?2，?1.0 V_RHE)和強堿性(FE=98.6%，j=210 mA cm^?2，?0.6 V_RHE)溶液中表現(xiàn)出高CO₂RR性能。綜上，該項工作所提出的RMC策略實現(xiàn)了LMP金屬納米材料的可控溶液合成，這在研究其結構相關性能方面有著廣闊的應用前景。

Controllable Crystallization of Two-Dimensional Bi Nanocrystals with Morphology-Boosted CO₂ Electroreduction in Wide pH Environments. Small, 2023. DOI: 10.1002/smll.202301639

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Small：二維Bi納米晶的可控結晶，增強寬pH范圍內CO2電還原活性

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