全文概要
华东理工大学张玉与香港科技大学的Xitang Qian、Minhua Shao研究团队报道了一种锂插层CuInP₂S₆纳米片（Li-CIPS）的快速制备方法，并首次将其作为高效、稳定的电催化剂用于CO₂还原反应（CO₂RR）。该材料通过一步化学气相传输法合成，经水浸泡即可快速剥离为超薄纳米片（约4 nm），并同步产生丰富的硫空位（Vs）。实验与理论研究表明，这些硫空位有效增强了CO₂的吸附与活化，促进关键中间体*OCHO的形成，同时抑制析氢反应（HER）。Li-CIPS在100–800 mA cm⁻²的宽电流密度范围内，甲酸盐法拉第效率（FE）持续超过90%，并在200 mA cm⁻²下稳定运行100小时以上。
本文要点
材料制备与结构特点：通过Li₂S替代S实现锂插层，促进层间膨胀与水诱导快速剥离；XPS、EPR等表征证实Vs的存在，且Cu、In位点电子密度增强。
电催化性能：Li-CIPS具有更高的电化学活性面积（Cdl = 119.4 μF cm⁻²），在宽电流密度区间（100–800 mA cm⁻²）实现FEformate > 90%，最高达94.73%；稳定性测试100小时无明显衰减。
机理研究：原位拉曼显示Li-CIPS表面OCHO信号更强，表明Vs促进甲酸盐路径；DFT计算表明Vs降低OCHO生成能垒（从1.48 eV降至1.20 eV），提升反应动力学。
应用潜力：该研究为AMP₂X₆族二维电催化剂的设计提供了新思路，适用于波动电流条件下的实际CO₂电解系统。
文献详情
Ya
Liu⁺, Meng Zhang⁺, Xitang Qian, et al. Rapid Fabrication of Defective
CuInP₂S₆ Nanosheets for Efficient CO₂‐to‐Formate Conversion over Wide
Current Densities, Angew. Chem. Int. Ed. (2025)
DOI: 10.1002/anie.202516041
全文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202516041
