重庆大学Tayyaba Najam，彭立山和魏子栋等人报道P、N双掺杂碳骨架负载的单原子Zn催化剂（Zn-N4P/C）用于氧还原反应（ORR）；Zn-N4P/C 催化剂表现出和Pt/C相当的 ORR 活性（E1/2 = 0.86 V）和优于 Pt/C的稳定性；在Zn-air电池测试中中的最大峰值功率密度为249.6 mW cm-2，比电容为779 mAh g-1，以及150 小时的充放电循环稳定性。
以ZnN4/C和 ZnN4P/C为结构模型进行DFT理论计算。发现P 掺杂的 Zn-N4 部分 (Zn-N4-P) 显示 Zn 原子周围的电子密度比基面负载的 Zn-N4 位点更高，表明ZnN4P/C 上的电荷密度重新分布；研究ZnN4/C 和 ZnN4P/C 的部分态密度 (PDOS)发现ZnN4P/C 中 Zn 的 d 带隙的负位移比 ZnN4/C 中的 Zn 原子稍小，表明通过 P 掺杂获得 Zn-N4 活性位显示增强的局部电子电导率。
计算吉布斯自由能图确认最后的电子转移步骤（*OH 解吸）是速率决定步骤（RDS），表明 Zn-O 亲和力的减弱可以促进ORR活性。因此，进一步研究ZnN4/C 和 ZnN4P/C 的吸附和脱附性能；与 Zn-N4 相比，ZnN4P/C 的 ΔGOH*（*OH 的吸附自由能）值大得多，表明对氧分子的结合能力较低，OH*脱附过程更快；*OH 在 Zn-N4/C 中的强吸附导致RDS步骤的能垒更大，而 ZnN4P/C 样品可以更好地调节*OH 结合强度，最终降低RDS能垒。
Syed Shoaib Ahmad Shah, Tayyaba Najam et al. Modulating the microenvironment structure of single Zn atom: ZnN4P/C active site for boosted oxygen reduction reaction. Chinese J. Catal. 2022. 8, 2193-2201.
https://doi.org/10.1016/S1872-2067(22)64089-0
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