不断增长的能源需求激发了人们对低成本、可再生清洁能源技术的浓厚兴趣,如金属-空气电池和燃料电池。电催化氧还原反应作为这些清洁能源装置的阴极半反应,一定程度上决定了这些能源器件的性能。但是,氧还原反应复杂的四电子反应机理导致其动力学过程非常迟缓,严重影响了化学能源器件的能量转化效率。因此,开发高效的氧还原催化剂来提高阴极反应效率是十分必要的。铁-氮-碳（Fe-N-C）材料作为一种具有高度类铂活性的廉价替代材料,最近引起了人们的极大兴趣。尽管活性位点FeN4结构的电子组态在很大程度上决定了铁-氮-碳催化剂的氧还原反应动力学,但通过对其电子结构调制来进一步实现铁-氮-碳催化剂本征活性的提升仍缺乏有效的策略。MXenes作为一种新的二维材料体系,具有高导电性、良好的表面亲水性和电负性以及机械稳定性。特别地,通过改变MXenes的晶体结构和表面端基的变化,可以调控其独特的电子结构,从而赋予了MXenes近表面化学环境对催化剂的电子结构的可调性。此外,由于特殊的形貌结构,它们还可以作为电催化反应过程中的电荷储存站,从而保证电化学反应高效持续的进行。因此,MXenes是一种有前景的电催化剂载体。本文首次通过选用具有FeN4结构位点的酞菁铁（FePc）作为Fe-N-C催化剂模型,二维层状Ti3C2Tx Mxene作为用于负载的基底,实现了FePc与Ti3C2Tx的耦合。通过一系列的测试手段表征了相关材料的形貌结构以及物相信息,并研究了复合前后的FePc和FePc/Ti3C2Tx电催化剂的ORR性能。此外,结合光谱学表征和磁学测试技术研究了催化剂活性位点FeN4结构的电子结构对ORR本征活性的影响机制。主要研究结果如下:（1）通过简单的固相反应以及选择性刻蚀方法得到了类手风琴结构的Ti3C2Tx,并将其与FePc成功耦合制备出FePc/Ti3C2Tx复合材料。通过电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等表征技术,分析了复合前后材料的结构变化。（2）对FePc和FePc/Ti3C2Tx进行电催化氧还原性能测试,结果显示通过引入Ti3C2Tx,FePc/Ti3C2Tx催化剂的ORR本征活性分别比原来的FePc和商业化Pt/C高2倍和5倍,甚至超过了目前已报道的大多数Fe-N-C催化剂。同时,它的转换频率也加快至负载前的4倍,转移电子数以及过氧化氢产率都得到了显著的优化。（3）利用光谱学和磁学测试技术对催化剂活性位点的电子结构进行了深入的研究。结果表明,由于Ti3C2Tx表面具有丰富的电负性端基,当FeN4结构位点吸附在Ti3C2Tx表面时,它们可以与四配位中心Fe（II）作用,减弱Fe-N的配位键合作用,导致Fe的3d电子去局域化以及自旋态转变。特别地,FeN4结构位点的局域电子密度重新分布,使得部分Fe（II）电子构型从中间自旋态dxy2dyz2dxz1dz21转变成高自旋态dxy2dyz1dxz1dz21dx2-y21,有更多的单个未配对eg电子进入到反键π*对称性的O 2p轨道,使活性位点FeN4结构上的氧吸附和还原更加容易,从而增强了ORR活性。