原子分散的单原子催化剂（SACs）的设计必须考虑其高金属原子负载量、有效的限制以及与基体的强相互作用，从而最大化其催化性能。

近日，韩国建国大学HyukSu Han，韩国工业技术研究所(KITECH) Kang Min Kim报道了一种在多壁碳纳米管（MWCNT）基质上合成Co和P SAC（Co-P SAC MWCNT PLA）的简便有效的脉冲激光限制（PLC）方法。

文章要点

1）研究人员采用超快、环保的电化学法合成了C_O-P-SAC MWCNT。首先，将1.5 g硝酸钴（Co(NO₃)2.6H₂O）、30 mL磷酸和0.1g MWCNT溶解在0.5 L高纯度乙醇中。然后以10 Hz的重复频率照射波长为355 nm（三次谐波）的脉冲激光以产生所制备的溶液。在PLC过程进行60 min后，前驱体转化为具有管状结构的C_O-P-SAC MWCNT。

2）所制备的Co−P SAC MWCNT通过PLC很好地保持了管状MWCNT的结构。PLC过程中的快速淬灭成功地将Co和P单原子限制在MWCNT基体表面上，具有高掺杂量以及强大的物理化学相互作用。像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）显示，Co和P SACs主要锚定在MWCNT的外壳中。

3）X射线吸收光谱（XAS）和密度泛函理论（DFT）计算表明，Co和P SACs的协同作用显著提高了Co-P SAC MWCNT PLA的OER电催化性能。实验结果显示，Co-P SAC MWCNT对碱性水氧化表现出优异的电催化性能，包括：低过电势（10 mA cm^-2下达到290 mV），低Tafel斜率（64 mV dec^-1），高周转频率（在过电位为290 mV 下，达到0.0088 s^-1）以及出色的稳定性。此外，利用PLC开发碳基SAC具有简单易行、低成本等优势，可推广到其他功能体系，具有极大的实用潜力。

参考文献

Sukhyun Kang, et al, Pulsed Laser Confinement of Single Atomic Catalysts on Carbon Nanotube Matrix for Enhanced Oxygen Evolution Reaction, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c08135

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c08135