中科院大连化物所邓德会副研究员和包信和院士带领的研究团队，在长期研究二维催化材料和纳米限域催化基础上，近日成功将FeN4结构限域在纳米石墨烯骨架中，使其具有优异的催化活性和稳定性，能够在室温甚至0℃高选择性催化氧化苯生成苯酚。这一研究结果给低温下高效选择氧化的非贵金属催化剂的设计提供了新的思路和借鉴，对于石墨烯制备技术的升级和产业化生产也有积极作用。
该研究团队经过5年多探索，通过高能球磨酞菁铁分子与石墨烯纳米片，通过控制球磨条件，巧妙地利用N原子与石墨烯的C原子形成强的共价键，使N原子作为一个“锚”来稳定配位不饱和的铁中心。
研究团队还与东南大学、中科院物理所、加拿大等多方合作，实现了纳米石墨烯限域单原子铁催化剂研究的突破，首次观察到FeN4在石墨烯骨架中的原子结构。进一步理论计算表明，形成的FeN4结构能够在石墨烯骨架中有效稳定，并且能高效分解双氧水，进而可以在室温甚至0℃下催化苯氧化生成苯酚。