具有独特四氮化亚铁位置的铁酞菁(FePc)作为一种很有前途的非贵金属催化剂，引起了人们越来越多的兴趣。然而，平面对称的结构赋予了FePc对氧还原反应(ORR)不利的催化性能。

在这里，山西大学Sheng Zhu，中国科学院深圳先进技术研究院Xiao Wang，Feng Yang报道了一种新型的一维异质结构ORR催化剂，通过主客体化学将FePc偶联到多金属氧酸盐包裹的碳纳米管(FePc-{PW₁₂}@NTs)上。

文章要点

1）多金属氧酸盐的包裹可以诱导单壁NTs的局部拉伸应变，从而加强与FePc的相互作用。{PW₁₂}@NT支架的应变和曲率效应都能调节FeN₄中心的几何结构和电子局域化，从而提高ORR催化性能。

2）如预期的那样，这种异质结构的FePc{Pw₁₂}@NT电催化剂在碱性介质中表现出显著的耐久性、耐甲醇能力和ORR活性，其半波电位高达0.90V，塔菲尔斜率低达30.9 mV dec⁻¹。

3）此外，组装的锌空气电池具有280 mW cm⁻²的超高功率密度、良好的充放电能力和500 h以上的长期稳定性，超过了商用的铂/C+IrO₂正极。

本研究为新型异质结构催化剂的设计提供了新的策略，为调控分子的电催化性能开辟了新的途径。

参考文献

Sheng Zhu, et al, Biaxially-Strained Phthalocyanine at Polyoxometalate@Carbon Nanotube Heterostructure Boosts Oxygen Reduction Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202309545

DOI: 10.1002/anie.202309545

https://doi.org/10.1002/anie.202309545