燃料电池作为一种新型的能量转换装置，具有反应物来源广泛、能源转换高效，对环境友好等特点。而阴极氧气还原过程缓慢一直是限制其被广泛应用的重要因素。目前被用于商业燃料电池氧气还原的最有效催化剂仍然是Pt/C催化剂，但铂的价格昂贵、催化过程中稳定性差且易被毒化，因此寻找可替代Pt/C的价格低廉且高效的催化剂成为一直以来我们工作的重点。目前解决该问题主要有以下两种思路：一是减少Pt的用量如负载和多元金属合金等，这在短期内仍然是最有效的方法。二是寻找适合的非贵金属，从长期来说，这将是更好的解决方案。过渡金属氧化物和掺杂碳材料都是目前被广泛研究的多种催化剂中重要的组成部分。本文围绕两方面进行研究：多孔钴氧化物材料的合成方法的优化；钴氧化物和掺杂碳材料相结合应用于催化ORR。通过SEM,TEM,XRD，XPS等测试手段对目标产物进行组分和结构的表征，用电化学工作站和旋转电极体系测试其电化学性能。　　本研究主要内容包括：⑴电催化在很大程度上跟催化剂的表面情况密切相关，制得多孔结构的Co3O4可以提高催化剂的表面积，暴露尽可能多的催化活性位点，这将会对催化中电子和物质的传递及反应起到促进作用。本文我们采用无模板法，通过一步溶剂热法合成了形貌均一的球形产物，进一步的煅烧，得到我们期望的多孔Co3O4材料。克服了硬模板法中模板较难除去和软模板法中模板易变形的缺点。我们还讨论了反应物原料、溶剂组成及煅烧温度对最终产物形貌的影响。该工作也将会为贵金属在其上的负载并将其应用在氧化一氧化碳，锂离子电池，磁性材料和传感领域打下基础。⑵对于将金属氧化物与氮掺杂碳材料相结合，目前常用的制备方法是在惰性气氛中，热解碳材料和已吸附在碳材料上的金属和氮源。这种方法克服了直接热解而导致的比表面积小和难以控制的缺点。但另一方面，既然是负载，就不可避免地出现金属和氮源只存在于载体表面使得它们相互之间结合不牢固以及在载体表面分布不均的现象，这些表现在催化性能上就会使其活性及稳定性下降。进一步简化，打破传统负载实现氧化物与氮掺杂碳材料的结合，使该杂化材料各部分之间能实现更有效的结合。具体做法是在金属盐Co(NO3)2?6H2O,三聚氰胺,P123充分混合的条件下通过控制温度、参与成分等条件合成目标产物。我们性能最优的催化剂具有较高的ORR催化效率，高的选择性，良好的电化学稳定性和抗甲醇氧化能力。