近年来，碳基单原子催化剂(CSACs)在催化研究中受到广泛关注。然而，CSACs的制备过程涉及高温处理，在此过程中金属原子可以移动并聚集成纳米颗粒，这不利于其催化性能。

有鉴于此，美国华盛顿州立大学林跃河教授和Jin‐Cheng Li等人，提出了一种离子印迹衍生策略来合成CSACs，其中孤立的金属-氮-碳(Me-N₄-Cx)位点共价结合在Si基分子筛框架中的氧原子上。

本文要点

1）提出了一种离子印迹衍生技术来合成CSAC，该技术包括合成离子印迹中孔MCM‐41的前体，然后进行高温热解。在该前体中，通过化学键合将孤立的金属-氮-碳（Me-N₄-Cx）位点限制在SiOx基质中。

2）这种分子水平的限制作用可以稳定分离的Me–N₄–Cx部分，该部分在高温热解过程中直接转化为单原子MeN₄活性位点。此外，除去二氧化硅后，可以获得丰富的多孔结构。

3）作为概念的证明，离子印迹衍生技术被用于合成基于Fe–N–C的SAC（Fe–IICSAC），该催化剂中分布着高浓度的FeN₄活性位点，在碱性介质中具有出色的氧还原反应(ORR)催化性能，半波电位为0.908 V。。此外，通过密度泛函理论（DFT）计算证明了增强的ORR活性。

参考文献：

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