单原子分散的M‐N‐C（M = Fe，Co，Ni，Cu等）复合材料显示出出色的催化反应性能。但是，在原子水平上对相邻M-N-C中心的分析和理解仍然不够。

有鉴于此，湖南大学罗胜联教授、黄中原助理教授、周海晖教授、李焕新和北京科技大学焦树强教授等人，报道了具有相邻的Fe - N₄ - C和Co - N₄ - C双活性中心的FeCo-N掺杂空心碳纳米笼（FeCo-N-HCN）作为高效催化剂。

本文要点

1）球差校正高角度环形暗场扫描透射电子显微镜，小面积（1 nm²）电子能量损失光谱和X射线吸收光谱数据分析和拟合证明了FeCo-N-HCN中的相邻的Fe‐N₄‐C和Co‐N₄‐C双重活性结构。

2）实验测试和密度泛函理论计算结果表明，FeCo-N-HCN催化剂在氧还原反应（ORR）方面显示出比Fe单金属催化剂更好的催化活性，这是由于Fe - N₄ - C和Co - N₄ - C双活性中心的协同作用降低了ORR反应的能垒。

3）尽管由于金属含量低（Fe：1.96 wt％和Co：1.31 wt％），FeCo-N-HCN催化剂的催化性能无法与报告的最先进的催化剂相比，但这些结果可以刷新对相邻M‐N‐C中心在原子级别上的认识，并为催化剂的设计提供指导。

参考文献：

Huanxin Li et al. Understanding of Neighboring Fe‐N₄‐C and Co‐N₄‐C Dual Active Centers for Oxygen Reduction Reaction. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202011289

https://doi.org/10.1002/adfm.202011289