单金属催化剂是有望实现替代铂系金属催化剂用于氧还原反应，但是目前其性能方面和大规模制备面临较大困难。有鉴于此，西北大学朱海燕、西安交通大学谭强、纽约州立大学布法罗分校武刚等报道通过CVD化学气相沉积法合成含有N、S共掺杂Fe催化位点的催化剂，用于ORR催化、直接甲醇燃料电池催化剂。

本文要点：

（1）

这种含有N、S共掺杂Fe位点的催化剂合成通过茂铁结构作为前驱分子，在N、S共掺杂碳纳米片中修饰了原子分散度单原子Fe位点，这种催化剂在碱性条件中展示了优异的ORR催化活性。在碱性环境中的优异ORR催化活性来自N、S共掺杂作用，导致Fe催化位点具有更好的电荷分布情况。

（2）

通过CVD化学气相沉积，基底中修饰的S能够免于生成Fe_xC/Fe，因此提高了表面积和多孔性，这种大比表面积和多孔性促进了传质、电子转移。

（3）

除了较好的ORR催化反应活性，作者发现Fe-N/S-C催化剂在直接甲醇燃料电池中具有吸引人的应用前景，在60 ℃中实现了70 mW cm^-2的能量密度。

参考文献

Xiaohang Li, Xiaoxuan Yang, Liting Liu, He Zhao, Yawei Li, Haiyan Zhu*, Yuanzhen Chen, Shengwu Guo, Yongning Liu, Qiang Tan*, and Gang Wu*, Chemical Vapor Deposition for N/S-Doped Single Fe Site Catalysts for the Oxygen Reduction in Direct Methanol Fuel Cells, ACS Catal. 2021, 11, 7450–7459

DOI: 10.1021/acscatal.0c05446

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05446