on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">氧电催化反应(氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER))是燃料电池和金属-空气电池等各种先进能量转换装置的核心反应。但是，氧电反应的四电子过程需要高过电位，这限制了其发展和应用。因此，构建具有可调制电子结构的高效氧电催化剂对燃料电池和金属-空气电池的实际应用至关重要。基于此，南开大学卜显和和孔令俊等提出了一种“预约束金属孪晶”策略，通过将FeCo双核酞菁二聚体原位封装到ZIF-8中来制造嵌入N掺杂石墨碳中的相邻Fe-Co DAC(FeCo-DACs/NC)。
由于双金属协同效应，FeCo-DACs/NC具有高的内在催化活性。对于ORR反应，在0.1 M KOH溶液中，FeCo-DACs/NC的Eonset和E1/2分别为0.984 VRHE和0.877 VRHE，在0.85 V时的动力学电流密度(Jk)高达11.05 mA cm-2，远高于Pt/C。对于OER反应，在1.0 M KOH溶液中，FeCo-DACs/NC在10 mA cm-2电流密度下的过电位为370 mV，Tafel斜率为82.7 mV dec-1，并具有优异的持久稳定性。实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明，相邻金属的协同作用优化了金属中心的d带中心，平衡了*O中间体的自由能，从而提高了氧的电催化活性。此外，以FeCo-DACs/NC为催化剂组装的锌-空气电池显示出良好的长期稳定性和充放电可逆性(10 mA cm-2@240小时)，表明该催化剂具有更大的实际应用潜力。这项工作为合理设计具有调制电子结构的DAC开辟了一条途径。A “Pre-Constrained Metal Twins” Strategy to Prepare Efficient Dual-Metal-Atom Catalysts for Cooperative Oxygen Electrocatalysis. Advanced Materials, 2022. DOI: 10.1002/adma.202107421
