M-N-C催化剂能够将非贵金属离子（Fe, Co）修饰在氮掺杂碳基底，这种催化剂目前广泛的在电催化O₂还原，有氧氧化反应中得以应用。

有鉴于此，威斯康星大学麦迪逊分校Shannon S. Stahl、Thatcher W. Root等报道研究了Co-N-C催化剂在电化学反应过程或者化学反应过程中O₂还原反应机理的区别。

本文要点：

（1）

考察了O₂的化学还原反应，通过对苯二酚进行有氧的氧化，其中O-H化学键提供O₂还原为H₂O反应过程中所需要的质子和电子。

（2）

反应机理研究发现，M-N-C催化剂具有两种可能的催化反应方式：能够起到类似电极的作用实现将两个独立的半反应之间进行耦合，或者在O₂分子和有机分子之间进行直接内球催化反应。进一步的，通过反应动力学研究，发现反应通过直接内球催化反应过程进行。

本文研究结果说明反应速率/电化学电势的关系，说明化学催化/电催化反应O₂还原反应机理显著区别。

参考文献

Jason S. Bates, Sourav Biswas, Sung-Eun Suh, Mathew R. Johnson, Biswajit Mondal, Thatcher W. Root*, and Shannon S. Stahl*, Chemical and Electrochemical O₂ Reduction on Earth-Abundant M-N-C Catalysts and Implications for Mediated Electrolysis, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c11126

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c11126