具有高效氧还原反应（ORR）性能的一维中空管状碳基材料的合理设计和简便合成仍然是一个挑战。

有鉴于此，中南民族大学杨应奎教授和佐治亚理工学院林志群教授等人，采用一种简单而稳健的方法，设计制备了一维N掺杂的空心介孔碳管封装单原子Fe位点和石墨层包裹的Fe₃C纳米颗粒（Fe₃C@GL NPs）催化剂（表示为Fe‐N‐HMCTs），表现出优异的ORR性能。

本文要点

1）水热自模板聚酰亚胺管（PIT）的连续组成和结构工艺分别通过Fe物种掺入和酸浸处理得以实现，产生了Fe-N-HMCT，随后被用作ORR电催化剂。

2）值得注意的是，利用Fe-N-HMCTs制成的碱性电解质具有出色的ORR活性（起始电势为0.992 V；半波电势为0.872 V），良好的长期稳定性和较强的甲醇耐受性，优于目前的状态先进的铂/碳催化剂。

3）Fe-N-HMCTs如此出色的ORR性能源自活性位点（即原子分散的Fe-Nx位点和均匀结合的Fe₃C@GL NPs）的有利构型，以及具有足够介孔表面的有利一维空心管状结构。

总之，该工作为设计制备低成本的一维Fe-N-C电催化剂提供了新的思路。

参考文献：

Xun Cui et al. Simultaneously Crafting Single‐Atomic Fe Sites and Graphitic Layer‐Wrapped Fe₃C Nanoparticles Encapsulated within Mesoporous Carbon Tubes for Oxygen Reduction. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202009197

https://doi.org/10.1002/adfm.202009197