天大韩晓鹏Angew.：氮掺杂碳上原子分散的Se位点助力高效电催化ORR

单原子催化剂（SACs）因其独特的电子结构和最大的原子利用率而受到广泛关注，并且表现出高效的催化活性。

基于此，天津大学韩晓鹏研究员（通讯作者）等人报道了一种简单的高温还原策略（HTR）制备MOF衍生的氮掺杂碳（NC）上的非金属Se单原子催化剂（Se SAs@NC），用于电催化氧还原反应（ORR）。

为了研究还原温度对Se负载的影响，作者选取了3种温度（500 ℃、900 ℃和1000 ℃），并分别记为Se@NC-500、Se@NC-900和Se@NC-1000。

其中，Se@NC-1000表现出0.85 V的高ORR半波电位和5.53 mA cm^-2的高电流密度，可与商用Pt/C相媲美。此外，基于Se@NC-1000的Zn-空气电池具有长期耐用性和高放电功率密度。

通过密度函数理论（DFT）计算表明，Se原子的引入可以作为有效的催化位点并显着降低ORR的自由能垒。其中，二氧化硒（SeO₂）在高温下被NC还原为Se，并部分锚定形成C-Se-C键。

因此，所制备得Se SAs@NC催化剂表现出优异的ORR活性和稳定性，甚至超过了最先进的贵金属催化剂和许多已前报道的纳米催化剂。该工作展示了利用无金属单原子材料进行高效电催化的前景，同时为制备非金属SACs材料提供了一种新颖、简便和实用的策略。

Atomically Dispersed Selenium Sites on Nitrogen-doped Carbon for Efficient Electrocatalytic Oxygen Reduction. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202114441.

https://doi.org/10.1002/anie.202114441.

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天大韩晓鹏Angew.：氮掺杂碳上原子分散的Se位点助力高效电催化ORR

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