人们知道含有双原子位点的异相催化剂通过协同作用能够产生独特的反应活性，但是合成由不同原子组成的双原子催化位点的方法非常罕见。

有鉴于此，清华大学牛志强（Zhiqiang Niu）等报道一种构筑双原子位点催化剂的方法，能够得到同核（Fe₂, Co₂, Ni₂, Cu₂, Mn₂, Pd₂）或异核（Fe–Cu, Fe–Ni, Cu–Mn, Cu–Co）双原子位点，这种双原子位点催化剂在ORR电催化反应中得到非常好的性能，而且可能具有CO₂还原、OER、NRR等反应前景。

本文要点

（1）

这种合成方法基于组装-热解过程，通过多孔材料将含有双原子位点的大环复合物分子组装，从而在热解过程中双原子位点结构得以保留。将合成的双原子催化剂用于ORR催化反应，由于双原子位点以新型反应路径，从而表现优异的电催化活性。在各种不同的双原子位点，Fe-Cu杂核双原子催化剂具有优异的催化持久性，因为Fe-Cu双原子对结构能够调控催化反应的基元步骤，阻碍类Fenton反应的发生。

（2）

通过Robson大环分子作为多功能分子，将同核或者异核双原子中心位点以面内配位方式修饰，随后当组装在多孔碳材料中，在热处理过程中，大环分子保留双原子结构，通过TG-FTIR-MS表征分析，通过HAADF-STEM、EELS、XAS、TOF-SIMS等表征技术验证双原子位点的结构。发现Fe-Cu双原子位点催化剂在酸性电解液进行长期ORR电催化，半波电位仅降低5 mV，远远高于其他含Fe双原子或同核双原子催化剂的耐久性能。进一步的机理研究说明，这种优异的催化持久性是因为催化反应的路径从类Fenton方式变为双电子还原H₂O₂。

参考文献

Yu-Xiao Zhang, Shengbo Zhang, Helai Huang, Xiaolong Liu, Beibei Li, Yiyang Lee, Xingdong Wang, Yun Bai, Mingze Sun, Yanfen Wu, Shuyan Gong, Xiangwen Liu, Zhongbin Zhuang, Ting Tan, and Zhiqiang Niu*, General Synthesis of a Diatomic Catalyst Library via a Macrocyclic Precursor-Mediated Approach, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c13886

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c13886