刘文栋，张成会，陈传霞，倪朋娟，姜媛媛，王波，逯一中

（济南大学材料科学与工程学院，山东 济南 250022）

锌-空气电池和聚合物电解质膜燃料电池（PEMFCs）因其能量密度高、安全可靠、耐久性好等性能受到人们的广泛关注[1]。然而这些新型能源装置阴极氧还原反应（ORR）动力学过程缓慢，极大制约了它们的大规模应用，因此需要开发高效的电催化剂来有效加快ORR 的动力学过程。铂（Pt）基纳米催化剂是当前最有效的ORR 电催化剂，这可以归因于它们独特的电子结构和优异的选择性[2-4]。然而，Pt 基催化剂高昂的成本、日益稀缺的储量且较差的电化学稳定性，极大地阻碍了相关装置的商业化发展。因此，开发具有优异的电催化活性和耐久性的非Pt ORR 电催化材料具有重要意义[5-6]。

钯（Pd）不仅比Pt 含量丰富，而且具有与Pt相似的电子结构和化学稳定性，因此被认为是一种很有潜力的ORR 电催化剂[7-9]。然而，实验和理论研究表明，Pd 与含氧物种的结合能力较强，导致吸附在催化剂表面的含氧中间体难以快速释放，进而表现出较差的ORR活性[10-11]。基于此，研究人员在提升Pd基电催化剂ORR 性能方面已取得了一些研究进展。例如，将Pd 与第二类金属结合形成Pd-M（M=Fe、Co、Ni、Cu等）双金属合金，不仅能降低Pd的用量，而且可以有效修饰Pd的电子结构，使其d带中心下移，促进含氧物种的脱附，使其催化活性显著提升[12-15]。

合理设计和调控贵金属材料的表面结构是提升其ORR 电催化活性的另一种有效方式。自2004 年石墨烯[16]被发现以来，单层或者少层二维（2D）纳米材料由于具有优异的物理化学性质，如超高的比表面积、独特的电化学性能等，引起了研究者们的广泛关注。……