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氧析出反应（Oxygen evolution reaction,OER）和氧还原反应（Oxygen reduction reaction,ORR）是金属-空气电池、可逆燃料电池等能源装置的核心反应,发展价格低廉、高效稳定、且同时适用于OER和ORR的双功能电催化剂对促进这些能源装置的发展具有重要意义。金属有机框架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）是由金属离子/金属簇和有机配体通过化学配位作用形成的一类多孔材料,具有高孔隙率、高比表面积和结构可调控性等特点。以MOFs为前驱体/模板制备的过渡金属-碳复合材料,具备多孔的空间结构、良好的导电性、高的比表面积和丰富的活性位点,在电催化领域展示出显著的优势。基于此,本论文以钴基ZIF-67为前驱体,通过KCl辅助热解法制备了氮掺杂钴基碳材料并应用于OER/ORR双功能电催化,并揭示了催化剂的结构与电催化活性之间的关联规律。本论文的主要研究内容和结果如下:以ZIF-67为前驱体,采用KCl辅助热解法制备了一系列由氮掺杂的碳纳米管包裹钴纳米颗粒组成的中空碳多面体复合材料（N-doped carbon nanotube hollow polyhedra,NCNHP）,并在碱性介质中测试了它们的OER/ORR性能。探究了热解温度（T）和KCl/ZIF-67的质量比（r）对ZIF-67衍生材料的结构和组成的影响。在最佳热解条件下制备的NCNHP-1-500具有氮掺杂的中空碳多面体骨架,形成的钴纳米颗粒在其表面原位催化碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）生长并被包裹在CNTs的顶端。研究发现,NCNHP-1-500具有诸多优势:中空多级孔结构有利于传质;高比表面积有利于暴露更多Co-Nx活性位;氮掺杂的CNTs与钴纳米颗粒之间存在协同效应等。在碱性介质中,NCNHP-1-500表现出最佳的OER/ORR活性,其OER、ORR电势差仅为0.712 V（vs.RHE）。在OER测试中,NCNHP-1-500达到电流密度为10 m A cm-2所需的过电势为310 m V,远低于Ir O2;在ORR测试中,NCNHP-1-500的半波电位与商业用Pt/C非常接近,而稳定性和抗甲醇性能则远远优于Pt/C。该策略为制备新型结构的MOFs衍生多孔金属基碳材料提供了可行的借鉴依据和方法。