为了应对全球环境污染问题和能源危机，世界各国都坚持走可持续绿色发展道路，探索对环境友好、高容量和可再生能源的储存和转换技术已成为重中之重的问题。我们认识到氧还原和氧析出反应(ORR/OER)在能量转换装置中起着至关重要的作用。本论文构建电纺MOFs衍生物的纳米纤维负载钴、镍氧化物复合材料，以提高ORR/OER电催化性能。
　　本文将制备两种(Fe3C/CoFe2O4@CNFs与Fe2O3/NiFe2O4@CNFs)双功能电催化剂，该催化剂是通过静电纺丝含MIL-53(Fe)与金属盐(CoCl3·6H2O、Ni(NO3)2· 6H2O)的聚丙烯腈(PAN)前驱体制备合成的，同时将通过大量表征方法和电化学(ORR/OER)性能测试手段分析其物质成分、元素价态、比表面积、表观形貌、半波电位，过电位和稳定性等，并由此对催化剂的催化反应机理进行推断。
　　本文先通过简单的水热法制备MIL-53(Fe)前体，不同质量比的MIL-53(Fe)与CoCl3·6H2O通过静电纺丝辅助法合成了Fe3C/CoFe2O4@CNFs复合材料。然后，在高温下进行热解来制备含纳米催化粒子的一维碳纤维，所得材料铁酸钴(CoFe2O4)与高度石墨化和MOF衍生的催化纳米相(Fe3C)结合在一起。得到的Fe3C/CoFe2O4@CNFs复合材料基本保留了一维空间结构碳纤维，显示出稳定且出色的双功能活性。Fe3C/CoFe2O4@CNFs复合材料的△E(Ej=10(OER)-E1/2(ORR))为0.73V。Fe3C/CoFe2O4@CNFs-1.5的ORR活性接近Pt/C(0.85 V)，但在30000s后其稳定性(92.5％)优于Pt/C(78.4％)，表明CoFe2O4/Fe3C(Co2+/Fe2+)的低价异构界面为ORR的稳定提供了多个活性位点。对于OER，Fe3C/CoFe2O4@CNFs-1，5具有340mV的过电位，法拉第效率为92.13％。Co2+作为引发剂促进CoOOH的生成，同时氧空位使Co2+更容易被氧化为Co3+。结果表明，双金属活性物种协同改变界面结构，促进双功能活性。
　　不同质量比的MIL-53(Fe)与Ni(NO3)2·6H2O通过静电纺丝辅助法合成了Fe2O3/NiFe2O4@CNFs复合材料。在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与PAN混合液作为纺丝聚合物溶液的条件下，碳化后的碳纳米纤维表面更加粗糙和多孔，有助于高效传质和能量传输。对于ORR，Fe2O3/NiFe2O4@CNFs-2具有更正的还原峰(0.81 V vs.RHE)。Fe2O3激活周围碳层，形成Fe-N-C活性位，提供稳定的ORR活性。对于OER，NiFe2O4具有大量的氧空位，可以促进O2的产生。Fe2O3/NiFe2O4@CNFs的△E为0.70V，证实其具有卓越的ORR/OER活性。
　　本文使用MIL-53(Fe)作为模板，通过静电纺丝辅助法制备具有双金属的碳纳米纤维结构的复合材料，具有优异的双功能(ORR/OER)催化活性，应用在可充电ZAB存在巨大潜力。