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在燃料电池、金属-空气电池等能源设备中，氧气的还原和析出反应具有重要的地位。由于其缓慢的反应过程，电化学催化剂常用于提高这些反应的催化性能和效率。为了替代昂贵的贵金属催化剂(如铂)，石墨烯基催化剂为研究提高其电催化性能提供了良好的平台。最近，我们运用表面功能化和杂原子掺杂两种方式调控石墨烯表/界面性质，提高其氧还原和氧析出的催化活性，并实现了双功能的催化性能。以合成的石墨烯基催化剂构建的锌空气电池展现了良好的电池性能，体现了石墨烯基非金属催化剂在燃料电池、锌空气电池等的潜在应用价值。