通过热解锌基金属-有机骨架（主要是铁修饰的ZIF-8）获得的原子分散的富FeN4碳基电催化剂表现出卓越的氧还原反应（ORR）催化性能。然而，每个具有菱形十二面体的ZIF-8颗粒的独立性导致了物理堆叠和不良的电荷转移路径，从而导致热解过程后铁被埋在碳基体中，进一步阻碍了原子铁的高负载(通常小于1wt %)。

有鉴于此，北京化工大学向中华教授和广东工业大学Yujia Liu等人，设计了一种新颖的新型空间四咪唑结构，以交叉方式固定铁，以增加铁的载量并提高其分散性。

本文要点

1）新设计了一种空间四咪唑，即1,2,4,5-四甲基咪唑苯(命名为TimB)，以新颖的空间构型配位铁。这种新型结构包含四个咪唑基团，该咪唑基团与一个苯环以侧链取代的方式与一个苯环相连。苯环连接剂能将铁原子固定在一定距离内，有效地阻止铁在热解过程中的聚集。

2）该策略在不经过预处理和进一步酸浸的情况下，一步合成了原子分散富FeN₄碳基电催化剂。与ZIF-8中传统的咪唑不同，新型的立体四咪唑结构在每个四咪唑基团的中心都有一个苯环，作为共享侧链取代基，可以控制每个金属铆钉中心的距离并阻碍有效地聚集铁。

3）所得到的催化剂TimB-Fe5-C，其原子含铁量高达2.58 wt%，在碱性和酸性介质中均表现出高效的ORR电催化性能。值得注意的是，这种新型的立体四咪唑可以一步轻松地合成高负载的原子分散电催化剂，，并且避免了繁琐的预处理和后处理带来的不可预测的结构变化。

参考文献：

Xinxin Lin et al. A new steric tetra-imidazole for facile synthesis of high loading atomically dispersed FeN₄ electrocatalysts. Nano Energy, 2020.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.105533

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105533