作为燃料电池中重要的阴极反应，氧化还原反应（Oxygen Reduction Reaction，ORR）通常是在贵金属Pt/C催化下进行的。然而，金属Pt不仅价格昂贵，而且在实际应用中还面临着易被毒化、循环稳定性差等问题。因此，开发一种高效的、无金属的Pt/C替代材料成为电催化领域的研究热点。目前，杂原子掺杂石墨烯已被广泛报道于ORR电催化反应，成为一种比较有实用前景的Pt/C替代材料。通常，杂原子掺杂石墨烯是在富含杂原子的环境中利用化学气相沉积法或氧化石墨烯高温煅烧法而获得。结构上，杂原子通过采用sp²杂化而环合到石墨烯面内的六角晶格中。然而，面外杂原子功能石墨烯在电催化领域的研究鲜有报道。究其原因，我们认为精确控制杂原子都处于石墨烯平面外，从而制备得到面外杂原子功能化石墨烯材料还存在非常大挑战。

最近，课题组选以氟化石墨（bGF）为前体，利用其固有的C-F基团都在石墨烯平面外的特点，通过使用NaNH₂对其进行亲核取代，成功合成了NH₂和F都在石墨烯平面外的NH₂/F共功能化石墨烯。电化学测试结果表明，NH₂和F的协同作用使得石墨烯不仅具有优于商品化的Pt/C催化剂的ORR电催化活性，而且还表现出优异的抗甲醇毒性和循环稳定性。

该论文于2019年1月16日在线发表于Advanced Materials Interfaces（DOI：10.1002/admi.201801699）。该工作主要由赵福刚老师和2018级硕士生潘炳弋戈所完成，得到国家自然科学基金（Nos. 21504080、21704092）和浙江省自然科学基金（No. LQ15B040003）的大力资助。（二0一九年一月）

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论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/admi.201801699