本发明提供了一种负载单原子催化剂的聚酰亚胺基催化阴极炭膜及其应用，利用MOF基原位衍生单原子催化剂的原理，以聚酰亚胺为炭膜前驱体，将制备好的MOF前体、导电纳米材料混合并分散到有机溶剂当中，然后将上述溶液加入聚酰胺酸溶液，并在玻璃板上刮涂成MOF聚酰胺酸杂化膜；最后，利用程序升温法在惰性气体氛围下进行碳化，碳化过程中MOF中的金属离子原位热解还原为单原子催化剂，聚酰胺酸则先转变为聚酰亚胺然后再进一步形成炭膜。本发明制备机械性能高、耐化学腐蚀、稳定性高、ORR活性高的导电阴极催化膜。用于EMBR系统、微生物燃料电池系统、电催化系统中，适用于高浓度难降解有机工业废水膜处理。
