通过原子团簇调控单原子金属中心的电子分布是提高其氧还原反应（ORR）本征活性的有效策略。

近日，湖南大学韩磊教授，上海高等研究院Lina Li报道了一种通过后吸附和二次热解的创新组合来构建带有原子团簇的单原子Mn位点。

文章要点

1）FeMn_ac/Mn-N₄C催化剂的合成包括CdMn-PPD前体的合成、Fe³⁺离子的物理吸附和两步热解。具体而言，CdMn-PPD前体通过将Cd(NO₃)₂和MnCl₂与对苯二胺混合并搅拌12小时来制备，并进一步在500 ℃下热解以获得具有多孔结构和丰富缺陷的Mn-DNC。然后，所得Mn-DNC用作后续铁离子吸附的主体。最后，在900 ℃下二次热解2 h，得到FeMn_ac/Mn-N₄C催化剂。

2）研究人员通过X-射线吸收光谱证实了通过Mn-N₄配位键合到FeMn原子团簇（FeMn_ac/Mn-N₄C）上形成Mn位点，这已经在理论上被证明有助于在ORR过程中分子O₂的吸附和O-O键的断裂。

3）由于上述结构特点，FeMn_ac/Mn-N₄C催化剂表现出优异的ORR活性，在0.5 M H₂SO₄中的半波电位为0.79 V，在0.1 M KOH中的半波电位为0.90 V，以及优异的锌-空气电池性能。

这种合成策略有望为构建具有可调原子结构的高活性催化剂开辟一条途径。

参考文献

Heng Liu, et al, Decorating Single-Atomic Mn Sites with FeMn Clusters to Boost Oxygen Reduction Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202214988

DOI: 10.1002/anie.202214988

https://doi.org/10.1002/anie.202214988