深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院Xiaolin Li，高能物理研究所鄭黎榮，巴黎薩克萊大學(xué)Jinbo Bai和西北大學(xué)屈云騰等人報(bào)道一種界面包覆策略，其可構(gòu)建單分散雙原子金屬位點(diǎn)（Fe、Cu 或 Ir），衍生于金屬二聚體分子功能化的金屬有機(jī)框架材料。首先，金屬二聚體分子通過(guò)聚多巴胺的界面包層固定在ZIF-8 的表面，從而防止金屬原子在熱解過(guò)程中潛在的熱遷移；然后，將成對(duì)的金屬原子錨定在中空碳納米籠上，并在 900 ℃退火后獲得氮配位的雙原子金屬位點(diǎn)。所得雙Fe位點(diǎn)催化劑在堿性和酸性介質(zhì)中表現(xiàn)出顯著的氧還原反應(yīng)活性，半波電位分別為 0.951 和 0.816 V。
DFT 計(jì)算進(jìn)一步闡明Fe2@PDA-ZIF-900 的 優(yōu)異的ORR 性能機(jī)制?；?O2 吸附能分析，過(guò)氧化氫類 O2 和過(guò)氧醇類 O2 是 Fe2@PDA-ZIF-900 和 Fe1@PDA-ZIF-900 上的優(yōu)化模型。此外，與過(guò)氧醇類 O2 物種的 O-O 長(zhǎng)度（1.35 ?）相比，過(guò)氧化氫類 O2 物種的 O-O 長(zhǎng)度被拉長(zhǎng)至 1.49 ?，表明 Fe2@PDA-ZIF-900 的 O-O 活化能力比 Fe1@PDA 更有效-ZIF-900。有趣的是，當(dāng)在模型的 O-O 鍵上添加一個(gè)氫原子以模擬 ORR 途徑時(shí)，生成的 *OOH 在 Fe2@PDA-ZIF-900 上迅速分解為 O* 和 *OH，上述結(jié)果證實(shí) Fe2@PDA-ZIF-900 優(yōu)異的 ORR 性能源于其出色的 O-O 活化能力。進(jìn)一步進(jìn)行電子演化分析，以探討雙 Fe 位點(diǎn)在 O-O 鍵合活化中的關(guān)鍵作用。差分電荷密度和巴德電荷分析發(fā)現(xiàn)Fe2@PDA-ZIF-900催化劑上展現(xiàn)出較高的從Fe 位點(diǎn)到吸附 O2的電子轉(zhuǎn)移，其可歸因于 Fe2@PDA-ZIF-900 的反鍵軌道填充減少?；?PDOS分析發(fā)現(xiàn)Fe2@PDA-ZIF-900 的平均 d 帶中心 (-0.77) 比 Fe1@PDA-ZIF-900 更正(-0.96)，證實(shí)這一觀點(diǎn)。Kunyue Leng, Jianting Zhang. et al. Interfacial Cladding Engineering Suppresses Atomic Thermal Migration to Fabricate Well-Defned Dual-AtomElectrocatalysts. Adv. Funct. Mater. 2022, 2205637https://doi.org/10.1002/adfm.202205637
