在费米能级附近调节单原子位点的电子态是促进电催化氧还原反应（ORR）的主要途径之一。近日，哈尔滨工业大学王振波通过调整单原子位点的d轨道分裂方式来增强氧还原催化活性。

本文要点：

1) 作者通过在Fe-N₄位点上构建轴向配位，实现了对Fe-d轨道分裂方式的调控。实验研究和理论计算表明，轴向牵引导致方形平面场（Fe-N₄ SP）畸变，直至准八面体配位（Fe-N₄O₁ OC_quasie），从而导致具有稀释自旋极化的电子重排。dz²、dxz和dyz状态中未成对电子的数量减少，导致ORR中间体的适度吸附，从而增强了其本征反应催化活性。

2) 原位红外光谱进一步表明，d轨道分裂和占据的重新排序有助于*OH的解吸。并通过电化学测试发现，Fe-N₄O₁ OC_quasies的动力学电流密度和翻转频率显著提高，比Fe-N₄ SP高5倍和10倍。该工作为通过轨道尺度操纵提高电催化性能提供了新的理解。

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Yunkun Dai et.al Tailoring the d-Orbital Splitting Manner of Single Atomic Sites for Enhanced Oxygen Reduction Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202210757

https://doi.org/10.1002/adma.202210757