任广元，陈泉水，李翠珍，朱业安

(1. 东华理工大学 放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室, 江西 南昌 330013;2.东华理工大学 化学生物与材料科学学院, 江西 南昌 330013)

由于燃料电池具有高能量密度和无污染的优点，因而，低成本和高效率的燃料电池开发成为研究焦点(Chu et al., 2016)。2014年底，日本开发了首辆氢燃料电池汽车丰田Mirai(Toshihiko et al., 2015)；2016年，燃料电池技术作为美国国家实验室开发的十四大未来技术之一，目前也正在圣弗朗西斯科建造世界上最大的快速氢燃料电池补给站，可见，燃料电池发展潜力巨大。由于燃料电池中阴极上的氧还原反应(ORR)反应速度极慢，必须添加ORR催化剂，来提高燃料电池的性能。铂及其合金被视为是最有效的ORR催化剂，但由于铂资源稀缺、价格昂贵，成为制约整个燃料电池商业应用的关键因素(Xiang et al., 2014)。因此，开发高效、稳定的非贵金属ORR催化剂迫在眉睫。

目前，非贵金属ORR催化剂主要包括：过渡金属(Fe，Co，Ni等)基催化剂(Bezerra et al., 2008; Cao et al., 2013; Bashyam et al., 2006; Gong et al., 2014; Yao et al., 2013; Long et al., 2014)和无金属的杂原子(N，P，S等)掺杂的催化剂(Dai et al., 2015; Ranjbar et al., 2014; Tian et al., 2014; Zhang et al., 2016)。但过渡金属基催化剂面临着环境污染、稳定性差和活性点分布不均匀等问题；而无金属的杂原子掺杂的ORR催化剂，催化活性比较稳定、成本低和环境污染小，因此无金属的ORR催化剂具有重要的研究价值和广阔应用前景。

在无金属掺杂的催化剂中，氮原子掺杂的碳材料ORR催化剂成为研究热点(Dai et al., 2015; Liu X et al., 2016)。按照前驱体或载体的种类，氮掺杂的碳材料催化剂主要由三类组成，①碳材料作为载体，如石墨烯、碳纳米管等，这些碳材料具有较好的导电性和较高的比表面积而备受青睐，但也存在着制备复杂，成本高的缺点(Liu Y et al., 2016)。……