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近年來，碳基單原子催化劑(CSACs)在催化研究中受到廣泛關注。然而，CSACs的制備過程涉及高溫處理，在此過程中金屬原子可以移動并聚集成納米顆粒，這不利于其催化性能。

有鑒于此，美國華盛頓州立大學林躍河教授和Jin‐Cheng Li等人，提出了一種離子印跡衍生策略來合成CSACs，其中孤立的金屬-氮-碳(Me-N₄-Cx)位點共價結合在Si基分子篩框架中的氧原子上。

本文要點

1）提出了一種離子印跡衍生技術來合成CSAC，該技術包括合成離子印跡中孔MCM‐41的前體，然后進行高溫熱解。在該前體中，通過化學鍵合將孤立的金屬-氮-碳（Me-N₄-Cx）位點限制在SiOx基質中。

2）這種分子水平的限制作用可以穩定分離的Me–N₄–Cx部分，該部分在高溫熱解過程中直接轉化為單原子MeN₄活性位點。此外，除去二氧化硅后，可以獲得豐富的多孔結構。

3）作為概念的證明，離子印跡衍生技術被用于合成基于Fe–N–C的SAC（Fe–IICSAC），該催化劑中分布著高濃度的FeN₄活性位點，在堿性介質中具有出色的氧還原反應(ORR)催化性能，半波電位為0.908 V。。此外，通過密度泛函理論（DFT）計算證明了增強的ORR活性。

參考文獻：

Shichao Ding et al. An Ion‐Imprinting Derived Strategy to Synthesize Single‐Atom Iron Electrocatalysts for Oxygen Reduction. Small, 2020.

DOI: 10.1002/smll.202004454

https://doi.org/10.1002/smll.202004454