项目类别：国家自然科学基金
项目编号：22062011
参与人员：牛文军，钟明，张露尹，何进忠，王娅萍，孙乔乔
起止日期：2021.1~2024.12

贵金属铂作为氧还原催化剂的主要瓶颈是其价格昂贵、储量有限和循环稳定性较差等。开

发低成本且高性能的铜和氮共掺杂的碳材料（Cu-N/C）催化剂是解决上述问题的有效途径。本

项目拟以表面活性剂形成的分子有序组合体系列作为软模板，通过易挥发“第二金属原子”（

Zn）辅助的调控策略，在多级孔ZIF-8的合成中掺入适量的Cu2+，进行多级孔Cu-ZIF-8前驱体

和Cu-N/C催化剂的可控合成。研究软模板的结构对Cu-N/C的形貌、尺寸和孔径分布等的影响规

律，获悉其热力学和动力学机制上的可控性调节；探讨Zn对Cu-N/C的Cu-N螯合中心的影响规律

，揭示其对高密度活性位形成的调控机制；厘清Cu-N/C的活性位结构与催化性能之间的构效关

系，阐明其对氧还原反应的电催化机制。该项目的实施为高性能Cu-N/C催化剂的设计合成及其

在质子交换膜燃料电池等新型清洁可持续能源存储与转化领域的广泛应用提供了一种“锌”的

思路。