化石燃料的过度使用，给环境带来了严重的破坏。人们亟需开发可再生的清洁能源来代替化石燃料，其中，氢能源、燃料电池与超级电容等受到了广泛的关注。如何提高燃料电池与水裂解产氢的效率是当今备受关注的研究热点。功能化的介孔碳材料由于其高的比表面积、可调的孔径以及良好的稳定性和导电性，在催化燃料电池中氧还原反应与水裂解制氢中析氢反应的应用中具有广阔的前景。本文针对于文献报道中功能化介孔碳材料的合成过程复杂、活性位点密度较低、稳定性不高等问题，发展了新的无溶剂制备方法，制备了一系列新型的功能化介孔碳材料，并研究了其电化学催化性能。　　通过无溶剂组装的方法将不同氨基酸和介孔二氧化硅的混合物直接加热合成一系列高N含量的介孔碳材料。氨基酸被用来作为合成有序介孔碳材料的前驱体，在热解的过程中，氨基酸熔融并且与二氧化硅强相互作用，可以得到很好的装载，其碳产率高达~25 wt％，因此最终成功地复制了介孔二氧化硅的形貌与结构，并得到高的掺 N量。另外，还通过两个亲和力半定量分析法提出并阐述了一个独特的无溶剂结构组装机理。合成的碳材料具有很高的掺N量，在700℃的碳化温度下高达16.0 wt%，在900度也达到9.4 wt%，是文献报道中最高的。不同类型的氨基酸的热解过程及其与二氧化硅之间的相互作用都不同，从而导致所得到的掺 N介孔碳材料具有可调的比表面积（700-1400 m2/g），孔体积（0.9-2.5 cm3/g）和孔径（4.3-10 nm）。其中用组氨酸（His）为前驱体合成的典型的高掺N量的碳材料具有很好的二氧化碳捕获性能，其中CO2/N2选择性高达~48%。并且其还在催化氧还原反应方面也具有很高的性能，其起始电位和半波电位分别为-0.06 V和-0.14 V（vs. Ag/AgCl）。　　掺杂纳米金属碳化物或者金属氮配位位点的多孔碳材料一直是很有应用前景的氧还原电催化剂，但是在碳材料中掺杂适当浓度的、超小尺寸的以及稳定的功能化物质仍然是一大挑战。我们通过研磨热解氨基酸、铁盐以及介孔二氧化硅模板，阐述了一个无溶剂的组装方法直接将Fe3C纳米簇和FeNx位点锚定到N掺杂的有序介孔石墨碳材料中。这个碳基电催化剂被赋予了很多极好的特征，例如，1-3 nm高度分散的超小Fe3C纳米簇和被牢牢锚定着的FeNx位点，N掺杂的高度石墨化碳骨架，有序的介孔孔径（~5.4 nm）和高的比表面积（>1000 m2/g）。这些优异的特征使得其在碱性或酸性环境下都有一个很优越的氧还原电催化性能，例如高的催化活性（在碱性下的活性是文献报道的非贵金属催化剂的几个最高值之一）、好的稳定性以及优异的甲醇容忍性。　　片状硫化钼材料由于其对析氢反应优异的催化性能一直被广泛研究。目前人们已经证实片状硫化钼材料的边缘对于析氢反应有很高的催化活性，所以合成一个具有高导电性，硫化钼边缘位点丰富的材料一直是广大研究者的追求。通过一个简单的无溶剂组装方法合成了纳米片状硫化钼与介孔碳的复合材料，其中纳米片状硫化钼材料均匀地分散在介孔碳的孔道内，这些孔道使得片状硫化钼的边缘暴露出来并且更易接近，另外还促进了物质的传输。通过将硫化钼与介孔碳结合，首先增加了材料的比表面积，另外还提高了硫化钼材料的导电性，因此所获得的复合材料具有一个卓越的析氢催化性能。