袁会芳，王晨旭，彭邦华，王 刚，代 斌

(石河子大学 化学化学化工学院 新疆兵团化工绿色过程重点实验室，新疆 石河子 832003)

0 引 言

石油消费带来的能源危机和环境污染一直是一个巨大的挑战。为了缓解日益严重的能源与环境问题，燃料电池作为一种将化学能转换为电能的设备，具有密度高、对环境友好的特点被认为是可以替代化石能源的理想选择。众所周知，缓慢的阴极氧还原反应(ORR)是燃料电池的关键反应[1-3]。经过广泛的研究证实，铂基材料催化剂是催化ORR最有效的催化剂。但不可避免的是，由于铂基材料存在着地壳稀有、成本高、稳定性差、不耐甲醇等问题，严重制约了燃料电池的大规模应用[4-6]。因此，寻找一种高活性、稳定性和低成本的ORR催化剂来代替铂基催化剂成为了这一领域的研究热点。

近年来，过渡金属化合物、氮掺杂金属碳材料(M-N-C)成为了能够催化ORR的高效催化剂。其中，M和N原子可以诱导电荷不均匀的分布，从而提高O2的吸附和还原，进一步提高氧还原的催化性能[7-9]。在繁多的过渡金属中，金属钴氮掺杂碳(Co-N-C)催化剂被认为是最有前途的高ORR活性的无Pt/C催化剂。迄今为止，已经有多种多样的金属钴基催化剂被应用于催化领域。金属有机骨架(MOF)因为其特殊的结构被选作为制备Co-N-C催化剂的前驱体。这是因为在MOF材料中，含N的有机配体不仅充当C来源又可以充当N来源，经高温碳化后，可以形成M、N掺杂的碳材料[2,10-11]。而Co离子则转化为Co氧化物，Co-Nx物质或者金属Co颗粒。……