一维（1D）金属-有机纳米结构在制备包括氧还原反应(ORR)在内的各种电催化的1D碳/金属衍生物方面具有极大的潜力，但其合成具有挑战性。

近日，新加坡南洋理工大学Hong Li，中科院大连化物所肖建平研究员报道了通过Co²⁺与1，2，4-三氮唑的络合反应制备了1D钴(Co)-金属-有机纳米线。然后将所制备的纳米线直接碳化，得到了包裹在竹节状1D碳纳米结构中的Co纳米颗粒的清晰结构，即碳纳米竹子（Co@CNB）。

文章要点

1）由于竹节状碳结构中突出的电子传输特性，氮掺杂碳与钴纳米粒子之间的强电子耦合，Co@CNB催化剂在碱性溶液中表现出与商用铂/碳催化剂相当的优异的ORR性能。

2）密度泛函理论(DFT)计算表明，与纯碳纳米管相比，Co@CNB能强化对所有吸附物（O*、OH*和OOH*）的吸附。氧质子化的优势可增强ORR活性。此外，在Co@CNB中，如果碳壳曲率足够高，则有可能在本质上优于铂。

3）以Co@CNB为正极催化剂制备的锌空气电池（ZAB）比以Pt/C为正极催化剂的ZAB具有更高的峰值功率密度和更好的循环耐久性；表明Co@CNB作为金属-空气电池的高效电催化剂具有极大的应用潜力。

W. Hong, et al, One-Dimensional Metal-Organic Nanowires-Derived Catalyst of Carbon Nanobamboos with Encapsulated Cobalt Nanoparticles for Oxygen Reduction, Journal of Catalysis (2020)

DOI: 10.1016/j.jcat.2020.10.030

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.10.030