锌空气电池具有寿命长、放电电压平稳、零碳排放和理论能量密度高等特点,而受到广泛关注。限制锌空气电池效率的主要原因是空气电极上的氧还原动力学速率缓慢,且目前其商用催化剂多为成本高昂且耐久性差的贵金属催化剂,因此开发高效、经济和稳定的氧还原电催化剂成为锌空气电池应用的瓶颈问题。本论文致力于开发一种新型的高活性、高稳定性氧还原催化剂,研究了功能化MXene基氧还原催化剂的制备、物理性能、电化学性能及锌空气电池性能。首先通过碱化处理和超声液相复合法将酞菁铁与碱化MXene（Alk-MXene）复合,制备了三维花瓣状结构的Alk-MXene负载酞菁铁催化剂（Alk-MXene/FePc）,催化剂在碱性氧还原体系下展现出极佳的活性和稳定性,半波电位达到0.924 V,极限扩散电流密度为5.63 mAcm-2,Tafel斜率为54.79 mV dec-1,转移电子数接近4,5000圈循环后半波电位仅衰减7 mV。使用Alk-MXene/FePc催化剂组装锌空气电池峰值功率密度达到191.5 mW cm-2的峰值功率密度,超过商业Pt/C催化剂;在10 mAcm-2的电流密度下具有良好的长时间放电稳定性,超过140 h,比容量达到779.8 mAhg Zn-1。考察了不同碱化时间、碱化浓度和酞菁铁载量对Alk-MXene/FePc催化剂性能的影响,当碱化时间为8 h,碱化浓度为0.5 mol L-1时,Alk-MXene和酞菁铁的质量比为1:1时,Alk-MXene/FePc催化剂的氧还原性能达到最佳。通过氨基化处理和超声液相复合法将酞菁铁与氨基功能化MXene（NH2-MXene）复合制备了超薄二维纳米片结构的NH2-MXene负载酞菁铁催化剂（NH2-MXene/FePc）,催化剂在碱性氧还原体系下展现出极佳的活性和稳定性,半波电位达到0.921 V,极限扩散电流密度为5.56 mA cm-2,Tafel斜率为54.26 mV dec-1,转移电子数接近4,5000圈循环后半波电位仅衰减20 mV。采用NH2-MXene/FePc催化剂组装锌空气电池峰值功率密度达到182.3 mW cm-2的峰值功率密度,超过商业Pt/C催化剂;在10 mA cm-2的电流密度下具有良好的长时间放电稳定性,超过140 h,比容量达到774.7 m Ahg Zn-1。考察了不同氨基化处理时间和APTES浓度对NH2-MXene/FePc催化剂性能的影响,当氨基化处理时间为24 h,APTES浓度为100μL时,NH2-MXene/FePc催化剂的氧还原性能达到最佳。