铁-氮-碳材料作为氧还原反应(ORR)中铂基电催化剂最有前途的替代品正在被深入研究。合理设计形态和多孔结构可以促进活性位点的可及性和反应物/产物的运输，从而加快反应动力学。

有鉴于此，加拿大滑铁卢大学陈忠伟教授、哈尔滨工业大学王振波教授和赵磊等人，通过热解Fe-MIL-88B衍生的一维Fe₂O₃纳米棒（MIL）表面上的原位聚合吡咯，制备了具有分级微/介孔结构的一维多孔铁/氮掺杂碳纳米棒（Fe / N-CNR）。

本文要点

1）Fe₂O₃纳米棒不仅部分溶解以生成用于引发聚合的Fe³⁺，而且在聚合过程中用作形成一维结构的模板。此外，吡咯包覆的Fe₂O₃纳米棒结构可防止多孔结构塌陷，并保护Fe避免聚集，从而在碳化过程中产生原子Fe-N₄部分。

2）获得的Fe/N‐CNRs显示出优异的ORR活性(E1/2 = 0.90 V)和令人满意的长期耐用性，超过了Pt/C的持久性。此外，锌空气电池还展示了前所未有的Fe/N-CNRs催化性能，包括卓越的最大功率密度（181.8 mW cm^-2），比容量（998.67 W h kg^-1）和长期的耐用性。

3）该催化剂优异的性能源于独特的一维结构,分层孔隙系统,高表面积、均匀分散的单原子Fe-N₄位点。

参考文献：

Xiaofei Gong et al. Self‐Templated Hierarchically Porous Carbon Nanorods Embedded with Atomic Fe‐N₄ Active Sites as Efficient Oxygen Reduction Electrocatalysts in Zn‐Air Batteries. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202008085

https://doi.org/10.1002/adfm.202008085