设计具有可控局部配位环境和 3D 纳米结构的原子分散金属位点催化剂，可有效提高氧还原反应 (ORR) 和二氧化碳还原反应 (CO₂RR) 的催化性能，这对于清洁能源转化和化学品生产至关重要。

有鉴于此，纽约州立大学布法罗分校武刚教授、俄勒冈州立大学冯振兴教授、东北师范大学臧宏瑛教授等人，开发了一种制备核壳纳米结构催化剂的创新方法，分别在核和壳中具有不同的单金属位点。

本文要点

1）开发了一种协同策略，通过在核和壳上分别分配不同的单金属位点来设计具有核-壳纳米结构的原子分散金属位点催化剂。核壳纳米结构可以通过控制内层或外层成分来实现协同效应。

2）作为壳前驱体，使用了具有薄层结构的共价有机聚合物，该聚合物在原位聚合并包覆在金属掺杂的ZIF衍生碳核上，然后进行受控热活化。不同金属位点的选择性组合和构建增加了表层的活性位点密度，促进了结构的坚固性，促进了质量/电荷转移，并在核和壳中产生了可能的活性位点协同作用。

3）p-FeNC(shell)@CoNC(core)，由在 Co 掺杂的 ZIF 衍生碳 (CoNC) 上的聚合 FeTPPCl 衍生碳层 (p-FeNC) 组成，在酸性介质中表现出显着的 ORR 活性和稳定性，并在 H₂-空气燃料电池中具有令人鼓舞的耐久性。同样，p-FeNC(shell)@NiNC(core) 催化剂表现出出色的 CO₂RR 活性和稳定性。

参考文献：

Xiaoxuan Yang et al. Binary Atomically Dispersed Metal-Site Catalysts with Core−Shell Nanostructures for O₂ and CO₂ Reduction Reactions. Small Science, 2021.

DOI: 10.1002/smsc.202100046

https://doi.org/10.1002/smsc.202100046