电催化水分解能够缓解当今社会的能源危机,但是其涉及到的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)具有多电子过程,并且缓慢的动力学也限制了该方法的实际应用。单原子催化剂(SAC)由于其最大化的原子利用率和独特的电子结构在电催化中表现出有趣的性能,但在分级集成电极上有效锚定具有明确配位结构的金属原子仍然是一个挑战。基于此,北京化工大学邵明飞和谢文富等开发了一种快速的表面火焰辅助策略,以在集成碳纳米管(CNT)阵列上构建氧配位的SAC,在电催化中具有广阔的应用前景。密度泛函理论计算表明,碳基质中的氧为金属原子的有效锚定提供了均匀的位点,从而使SAC能够均匀而牢固地分散,从而带来优化的活性。此外,研究人员构建了具有丰富含氧基团的集成CNT阵列,并已用作通过火焰辅助方法锚定金属原子(CNT-O@M)的有效基质。所制备的CNT-O@M(M=Co和Pt为典型例子)在电催化氧还原反应和析氢反应中表现出优异的活性,活性位点利用率高达75.7%,优于报道的SAC。特别是CNT-O@M可以在各种恶劣条件下保持稳定,在长期应用中显示出广阔的前景。Flame-Assisted Synthesis of O-Coordinated Single-Atom Catalysts for Efficient Electrocatalytic Oxygen Reduction and Hydrogen Evolution Reaction, Small Methods, 2021. DOI:10.1002/smtd.202101324