碳点诱导碳纳米管上单原子铁的分散用于氧还原反应（开放获取）

《Journal of Materials Chemistry A》：Carbon dot-induced dispersion of single-atom iron on carbon nanotubes for the oxygen reduction reactionOpen Access

　　

大量的研究工作集中在单原子铁电催化剂的制备上，旨在应用于那些替换昂贵且不可持续贵金属仍然是一项重大挑战的领域，例如氧还原反应 (ORR)。在此背景下，在碳材料上自下而上构建氮配位单原子铁活性中心提供了一种有前景的替代方案。相应地，使用柠檬酸和尿素分别作为碳前驱体和氮前驱体合成了碳点 (CDs)，并通过微波辅助方法随后与商用碳纳米管 (CNTs) 杂化。与裸 CNT 相比，所得材料 (CD-CNT) 在 ORR 方面的表现更好。这种积极效应归因于富含含氮官能团的 CD 颗粒对 CNT 表面的覆盖。然而，通过常规浸渍后热退火对 CD-CNT 进行后续铁掺杂，获得了电催化活性的最大增强。在一些 ORR 性能指标上，如极限电流密度和电催化稳定性，所得材料优于基准铂基炭黑电催化剂。这种积极效应归因于碳点既能作为铁原子的锚定位点，又作为氮源，从而使得 Fe-N 配位能够在热退火步骤中建立。据我们所知，这是首次报告并讨论了碳点诱导单原子铁在碳纳米管上分散的能力。此外，通过一项苛刻且相关的应用——ORR，证明了我们的发现对于开发增强电催化剂的实际意义。

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? 2026 作者。由皇家化学学会出版

2026

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