原子尺度金属-氮-碳(M-N-C)单元的合理设计是近年来研究的热点，因为其在电化学氧还原反应(ORR)催化剂方面具有广阔的应用前景。尽管在M-N-Cs方面作出了许多努力，但同时获得足够的活性和令人满意的稳定性是一个主要问题。

有鉴于此，印度科技大学Karuna Kar Nanda等人，展示了一种负载在N掺杂碳基质（W-N-C）上的单原子钨催化剂的合成及其在ORR催化剂中的应用。

本文要点

1）W-N-C是在中等温度（700°C）下使用经济可行的，简单的一步热解双氰胺和氯化钨（VI）合成的。W-N-C的合成避免了任何后酸处理，因为它不需要任何辅助牺牲金属（如Zn），因此不会引起与化学废物管理相关的任何负担。

2）通过高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和X射线吸收光谱证实了N掺杂的多孔碳稳定的W原子的原子分散和WN₂C₂的形成。

3）有趣的是，合成后的WN₂C₂具有前所未有的电催化活性，与可逆氢电极（RHE）相比具有764 mV的半波电势，并且稳定性显着提高（保持> 99％的扩散限制电流密度，活性损失为10.5％），在10000次电位循环后达到0.84 V，这比美国能源部在碱性介质中设定的稳定性极限要好得多。总体而言，经过5000次循环后，W-N-C的活性超过了Pt/C。这种优异的稳定性归因于金属活性位点（W₂N₂C₂）的对称配位。

参考文献：

Omeshwari Y. Bisen et al. Self-Organized Single-Atom Tungsten Supported on the N-Doped Carbon Matrix for Durable Oxygen Reduction. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020.

DOI: 10.1021/acsami.0c10234

https://doi.org/10.1021/acsami.0c10234