燃料电池作为一种安全高效、绿色可再生的新型能源装置,在缓解资源枯竭和治理环境污染方面具有重要应用。氧还原反应（ORR）是其中的关键反应,然而缓慢而又复杂的动力学过程制约了其发展。我们课题组前期工作中,将二氧化铈与氮掺杂碳进行复合所得材料具有丰富的活性位点及理想的催化途径,从而体现出优异的ORR催化活性。在此基础上,本文选择将铁、硫元素和过渡金属氧化物分别与二氧化铈@氮掺杂碳复合材料进行复合制备电催化剂,并进行相关测试。具体内容如下:1.以氯化铁为氧化剂和铁源,十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,使吡咯在CeO2纳米球表面进行聚合得到相关产物。合成的产物经过进一步的高温碳化后,得到铁、硫元素有效嵌入的二氧化铈@氮掺杂碳复合材料（CeO₂@Fe,S,N-C）。该材料在测试中展现了优异的ORR催化性能,在0.1 M KOH溶液中的起始电位和半波电位相对于标准可逆氢电极（RHE）分别为0.924 V和0.835 V,在电位为0.4 V时的极限电流密度为5.450 mA cm-2,其中半波电位和电流密度要优于商业Pt/C。此外,它还拥有良好的稳定性及优异的抗甲醇毒化能力。循环35000 s后,CeO₂@Fe,S,N-C的电流密度仅出现7%的损耗。优异的ORR催化活性归因于CeO2的存在及铁、硫元素在碳化过程中的有效掺入。2.以CeO₂纳米球为载体,过硫酸铵为氧化剂,使苯胺在CeO₂表面聚合,得到CeO₂@聚苯胺。在室温条件下,将CeO2@聚苯胺和高锰酸钾进一步反应,得到相关产物。合成的产物经过进一步高温碳化后,得到MnO有效附着的二氧化铈@氮掺杂碳复合材料（CeO₂@N-C/MnO）。该样品具有良好的ORR性能。在0.1 M KOH溶液中的起始电位和半波电位相对于标准可逆氢电极（RHE）分别为0.920 V和0.824 V,在电位为0.4 V时的极限电流密度为6.060 mA cm-2。此外,它还拥有良好的稳定性及优异的抗甲醇毒化能力。在经过25000 s的循环操作后,电流密度损耗13%,而商业Pt/C则损耗了23%。优异的ORR催化活性归因于CeO₂、MnO和氮掺杂碳材料之间良好的协同作用。