近年来,燃料电池及金属-空气电池中氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction,ORR)动力学缓慢,从而极大地限制了基于ORR器件的大规模应用。即使目前已商业化的铂、钯及其合金等贵金属电催化剂能达到美国能源部的应用指标,然而高成本、稀储量等劣势也使得这类贵金属ORR催化剂不利于大规模的推广。因而开发低成本、丰富度高、性能佳且稳定性优的非贵金属ORR电催化剂具有重要的应用价值意义。当前金属有机框架聚合物(Metal organic framework,MOF)中一种特殊的沸石咪唑结构(Zeolitic Imidazolate Framework,ZIF)材料由于其结构可调、限域效应等优势受到许多研究者的关注,但是其极易发生团聚,同时微孔特征严重阻碍了反应的传质过程。基于此,本论文采用双配体策略,制备了一系列具有活性高且稳定性优良的非贵金属铁基ORR电催化剂,具体研究内容如下:(1)为了调节ORR催化剂反应活性位点密度及其稳定性,本章节采用双配体策略合成了一系列非贵金属基Fe-N/CCpur ORR电催化剂。在经过配体调节后,可有效调控Fe-N/Ccpur的催化剂的孔结构,其孔结构主要为利于质量传递的大孔组成。通过ICP表征表明,与单配体制备的Fe-N/CCpur-0相比,双配体催化剂Fe-N/CCpur-25能锚定更高含量的金属Fe,表明其能承载更多的活性位点。在ORR测试中Fe-N/CCpur-25催化剂性能最优,半波电位接近0.8 V,可与商业Pt/C性能相媲美。然而在经过50000 s循环稳定性测试后,其电流仍高达88%。此外,在Fe-N/CCpur-25作为阴极催化剂组装的H2/O2质子交换膜燃料电池测试中,其峰功率密度及开路电压分别达到了 560 mW cm-2及0.897 V。因此,基于双配体策略对催化剂孔结构的调节,不仅可有效暴露催化剂的活性位点,且为制备其他类型催化剂提供了思路。(2)为进一步探究第二配体结构的调节在提高Fe-N-C催化剂ORR活性中的作用,本章节选用具有吡啶N结构的2,6-二氨基吡啶为第二配体,制备了一系列非贵金属基Fe-N/CDpyrORR电催化剂。在经过配体含量的调节后,得到的Fe-N/CDpyr-25催化剂性能最优,具有与商业Pt/C性能相近的半波电位(0.81 V),但其稳定性及抗甲醇性能均优异于商业Pt/C。因此,配体的选择为制备不同功能的催化剂提供了一定的借鉴。