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本发明涉及一种单原子铁催化剂及其制备方法,属于电催化技术领域。所述催化剂由PQD?Fe和氧端MXene组成,PQD?Fe中Fe中心原子的配位构型为FeN3O,PQD?Fe中的Fe与氧端MXene的氧通过共价键连接,使PQD?Fe负载在氧端MXene上;所述催化剂中,氧端MXene、PQD和Fe原子的质量比为1:(1~2):(0.04~0.1)。将氧端MXene均匀分散于水中,然后加入PQD?Fe分散液混匀,超声处理得到所述催化剂。所述催化剂通过在Fe活性中心引入轴向Fe?O?M桥接键,诱导Fe中心原子的低自旋态向高自旋态转变,增强其对氧气分子的吸附力,从而提高其氧还原反应的催化活性。