摘要：合理地设计和制备低成本、高效、稳定的非贵金属基碳纳米材料具有重要意义.本文中我们在不同温度条件下,通过有机配体交换将MOF-5转换为ZIF-8,其过程中可以捕捉到ZIF-8的中间态(ZIF-8-M)并得到最终态(ZIF-8-F).将掺杂Fe离子的MOF材料进行热解后,得到的Fe-ZIF-8-F-900材料具有大的比表面积、高的石墨化程度、丰富的碳纳米管以及高活性的铁物种等优点.这些特性有助于后续氧还原反应(ORR)更好的电子转移和质量传输.与Pt/C相比,Fe-ZIF-8-F-900具有优异的ORR性能,如较正的起始电位(0.982 V),大的极限电流密度(5.41 mA cm^(-2))和较小的Tafel斜率(40.6 mV dec^(-1)),且在10小时后电流保持率仍高达94.4%.此外,实验和理论结果均证实了Fe-ZIF-8-F-900组装的锌空气电池在实际应用中表现优异.本研究将为高效、低成本的非贵金属基电催化剂的开发和制备提供合理的设计策略,并为其在能源相关领域的实际应用指明方向.