北京青春痘专科医院 http://pf.39.net/bdfyy/dbfzl/210418/8860368.html近年来，单原子催化剂（SACs）因具有较高的金属利用率、独特的结构和电子特性成为了研究的热点。由于单原子与其配位的原子之间存在强烈的相互作用，因此SACs的局域配位环境，包括配位数、配位原子种类等都会对单原子催化活性、稳定性产生重要影响。此外，在电催化反应过程中，反应物、中间体和产物均通过界面微环境扩散到催化剂表面或电解液中，催化剂界面微环境结构对其内部反应与传递过程有着极为重要的影响。有鉴于此，内蒙古大学武利民教授团队王勤教授课题组与大连化物所张江威研究员合作，开发了一种独特的N、P双配位的Fe基单原子催化剂，该催化剂表现出优异的电催化氧还原反应性能。文章巧妙的通过离子液体的处理，在Fe-N4结构中引入次级P原子来调节Fe-N4物种的配位结构和局域电子结构。离子液体的引入不仅可以增强催化剂表面的疏水性，形成离子液体保护层，有效调控催化剂的反应界面微环境，而且可以显著提升催化活性和稳定性。相关论文发表于AppliedCatalysisB:Environmental，第一作者为孙静、薛辉，通讯作者为张江威研究员、武利民教授、王勤教授。图1.催化剂的合成方法及形貌结构。通过杂原子掺杂调节单原子的配位环境，可以有效地提高ORR活性。目前，合成单原子普遍采用的策略是对杂原子掺杂的MOF前驱体进行高温热解。该方法可能影响单原子的形成，且热解温度、金属负载等严重制约了该方法的灵活性和普适性。本研究开发了一种简易的离子液体处理的方法，将Fe-N4SAC催化剂浸入疏水离子液体中，成功地调节SACs的配位环境，形成Fe-N2P不饱和配位结构。图2.催化剂的配位结构、成键、空位分析。离子液体层较高的O2溶解度有利于驱使O2向催化剂活性位点扩散，提高活性位点利用率，从而提升ORR性能。离子液体相代替水相作为反应介质，能够保护催化剂免受外部氧化或中*，可有效改善催化剂的稳定性。图3.催化剂电催化性能研究。密度泛函理论计算结果表明，Fe-N2P混合配位和N空位的形成使Fe单原子活性位点周围富集更多的电子，有利于OOH*中间体的形成，从而改善催化剂反应动力学。图4.催化剂理论计算研究。原文（扫描或长按