項目類別：國家自然科學基金
項目編號：22062011
參與人員：牛文軍，鐘明，張露尹，何進忠，王婭萍，孫喬喬
起止日期：2021.1~2024.12
貴金屬鉑作為氧還原催化劑的主要瓶頸是其價格昂貴、儲量有限和循環穩定性較差等。開
發低成本且高性能的銅和氮共摻雜的碳材料（Cu-N/C）催化劑是解決上述問題的有效途徑。本
項目擬以表面活性劑形成的分子有序組合體系列作為軟模板，通過易揮發“第二金屬原子”（
Zn）輔助的調控策略，在多級孔ZIF-8的合成中摻入適量的Cu2+，進行多級孔Cu-ZIF-8前驅體
和Cu-N/C催化劑的可控合成。研究軟模板的結構對Cu-N/C的形貌、尺寸和孔徑分布等的影響規
律，獲悉其熱力學和動力學機制上的可控性調節；探討Zn對Cu-N/C的Cu-N螯合中心的影響規律
，揭示其對高密度活性位形成的調控機制；厘清Cu-N/C的活性位結構與催化性能之間的構效關
系，闡明其對氧還原反應的電催化機制。該項目的實施為高性能Cu-N/C催化劑的設計合成及其
在質子交換膜燃料電池等新型清潔可持續能源存儲與轉化領域的廣泛應用提供了一種“鋅”的
思路。