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向自然學習在學術界引起了人們的廣泛關注，從自然界學習能夠激發材料或催化劑設計，提出創造性的解決方案。

有鑒于此，廈門大學王宇成等報告一種仿生的硒單原子（Se）位點修飾的碳結構，這種結構具有硒酶（selenoenzyme）或過氧化酶（peroxides）的獨特反應性，能夠選擇性的催化氧還原反應ORR。

本文要點：

（1）

設計的Se-C達到~100 %的4 e^-選擇性，這能夠從實驗結果看出優異的選擇性（當過電勢為0.5 V，H₂O₂收率占比僅為0.039 %），這個結果達到商用鉑Pt催化劑性能的65倍。

（2）

原位XAS光譜和DFT理論計算結果表明，Se-C催化劑的特殊反應選擇性能夠歸因于Se位點從過氧化物中間體中攫取O原子的類似酶催化劑的現象。另外，連續的2+2電子選擇性顯著提高。受益于類酶的H₂O₂還原活性，與0.875 V的Pt相比，Se-C的起始電位更高，為0.915 V。Se-C作為次級催化位點，通過連續的2+2電子途徑，分別能夠比Co-N-C、Fe-N-C和N-C催化劑的H₂O₂產量降低96 %、67 %和98 %。這也通過保護活性位點免受氧化攻擊，因此得到更加穩定的催化劑。

這項工作為ORR及其他反應選擇性的精確調控建立新途徑。

參考文獻

yucheng wang, Pengyang Zhang, Xia Xu, Wen-song Yu, Zhiyao Duan, Huan Huang, Tao Wang, Gang Fu, Zhiyou Zhou, Shigang Sun, Enzyme-Inspired Single Selenium Site for Selective Oxygen Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202418897

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202418897