哈工大Small：酸性碱性都不怕，ZIF衍生的Fe1-N-C HNR实现高效稳定ORR

电化学氧还原反应(ORRs)在燃料电池和金属-空气电池等可持续能量转换和存储设备中发挥着重要作用，但阴极ORR的缓慢动力学阻碍了其进一步发展和商业应用。过渡金属-氮-碳(TM-N-C)催化剂已被深入研究，以解决缓慢的氧还原反应(ORR)，但活性中心的可及性不足限制了它们的性能。

基于此，哈尔滨工业大学(深圳)徐成彦课题组以ZIF-L纳米棒为自牺牲模板，采用ZIF相变法制备了具有开孔结构的ZIF-8空心纳米棒，并通过合理的碳化和铁原子锚定，将其转化为原子分散的Fe-N-C空心纳米棒(Fe₁-N-C HNR)。

实验结果表明，氮掺杂的碳纳米管可以作为强有力的载体来负载分离的铁原子，从而产生原子分散的Fe₁-N-C纳米管。在碱性条件下，Fe₁-N-C HNR的起始电位为1.13 V_RHE，半波电位(E_1/2)和极限电流密度分别为0.91 V_RHE和6.0 mA cm^-2；在酸性介质中，Fe₁-N-C HNR的半波电位(E_1/2)和极限电流密度分别为0.8 V_RHE和6.7 mA cm^-2，超过商业Pt/C和大多数基于TM-N-C的ORR电催化剂。

Fe₁-N-C HNR在碱性和酸性介质中的ORR活性和稳定性可以合理地归因于以下优点:

1.独特的一维碳中空结构，具有丰富的微孔/中孔以及独特的开放腔，可以提供优异的电子/电解质通道，有利于活性位点的暴露；

2.高密度的吡啶和石墨氮掺杂可以有效地调节分离铁原子的微环境，缩小ORR过程的活化能垒；

3.碳基底的高石墨化可以进一步提高原子Fe-N₄的电导率和结构稳定性。

Isolating Fe Atoms in N-Doped Carbon Hollow Nanorods through a ZIF-Phase-Transition Strategy for Efficient Oxygen Reduction. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202205033

(3S）-2,2′-双（2,2′-联噻吩-5-基）-3,3′-联环烷_(3S)-2,2′-bis(2,2′-bithiophene-5-yl)-3,3′-bithianaphthene_CAS:1594931-46-0 2026-02-26
(3R）-2,2′-双（2,2′-联噻吩-5-基）-3,3′-联环烷_(3R)-2,2′-bis(2,2′-bithiophene-5-yl)-3,3′-bithianaphthene_CAS:1594931-42-6 2026-02-26
荜茇酰胺CAS: 20069-09-4 2026-01-29
Anzurogenin D CAS: 56816-69-4 2026-01-29
葫芦巴碱盐酸盐 CAS No.：6138-41-6 2026-01-29
精胺二水合物CAS: 403982-64-9 2026-01-29
乙酰牛磺酸镁CAS:75350-40-2 2026-01-29
1-甲基烟酰胺氯化物CAS: 1005-24-9 2026-01-29
葫芦巴碱硫酸盐 CAS No.：856959-29-0 2026-01-29
红景天苷 CAS:10338-51-9 2026-01-29
双酚A双环氧乙烷酯_diglycidyl ether diphenolate glycidyl ester_CAS:4204-81-3 2026-01-05
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丙酰辅酶A_Propionyl CoA_CAS:317-66-8 2026-01-05