​【计算+实验】福大ACS Catal.：In4SnS8纳米花的S缺陷促进CO2选择性转化为HCOOH

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将CO₂废物电催化转化为液体燃料是促进碳中和和可持续能源循环的最有前途的方法之一。设计和筛选高效的电催化剂以同时降低二氧化碳还原反应（CO₂RR）所需的过电位，提高产物的选择性和电流密度仍然是具有挑战性的。

基于此，福州大学龙金林研究员，温娜，赵继武（共同通讯作者）等人通过理论计算揭示了In₄SnS₈的S缺陷通过调节局域电子结构促进CO₂吸附和活化的积极作用。

本文通过DFT计算了In₄SnS₈(110)和含S缺陷的V-In₄SnS₈(110)上CO₂加氢生成HCOOH的吉布斯自由能。CO₂在In₄SnS₈(110)上的水平吸附很弱，CO和HCOOH两条路径的吉布斯自由能在后期呈现下降趋势，其中CO₂还原为HCOOH在热力学上是更优势的路径。

由于电子结构的变化，S缺陷的引入不仅有利于优先将CO₂分子锚定在缺陷位上，而且还能将吸附能降低到0.46 eV，同时还降低了CO₂还原为HCOOH的势垒。

通常情况下，表面缺陷不仅增加了周围的无序性，而且还调制了局域电子结构。电子结构分析表明，通过引入表面S缺陷来调制电子结构，不仅有利于提高CO₂分子的吸附和活化，而且减小了关键中间体的自由能，从而提高了HCOOH的选择性。

Theory-Guided S-Defects Boost Selective Conversion of CO₂ to HCOOH over In₄SnS₈ Nanoflowers. ACS Catal., 2023, DOI: 10.1021/acscatal.2c05957.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c05957.