氧气还原反应（ORR）直接决定燃料电池和金属空气电池的能源效率，因此氧气（O2）催化活化以加快ORR动力学对于这些设备至关重要。酞菁铁（FePc）是用于ORR有希望的非贵金属催化剂。然而，具有平面对称的FeN4位点的FePc通常表现出不令人满意的ORR活性，这是由于其对O2的吸附和活化较差。近日，中南大学Min Liu等报道了一种轴向Fe–O配位诱导的电子定域策略，以改善其对O2的吸附，活化以及ORR性能。
本文要点：
1）理论计算表明，Fe-O配位极大地破坏了Fe的电子分布对称性，可引起电子向O-FeN4位点轴向定域，从而可增强其O2的吸附和活化性能。
2）为了实现这种推测，作者将FePc与氧化的碳配位。作者通过同步辐射X射线吸收和Mössbauer谱验证了FePc和碳之间的Fe–O配位。
3）实验发现，所获得的催化剂具有27.5 mV dec-1的超低Tafel斜率和0.90 V（相对于RHE）的半波电势，比负载在乙炔黑（AB）上的没有轴向O配位FePc催化剂和Pt/C催化剂分别高30和50 mV，显示出快的O2吸附和活化动力学。
该工作提供了一种新的策略来调节催化位点以获得更好的性能。
Kejun Chen, et al. Iron phthalocyanine with coordination induced electronic localization to boost oxygen reduction reaction. Nat. Commun., 2020
DOI: 10.1038/s41467-020-18062-y
