金刚石稳定的结构使其具有优良的化学稳定性,硼掺杂可以使金刚石由绝缘体变成导体,掺硼金刚石电极具有许多优良的电化学性质在电化学领域有广阔的应用前景,但是目前金刚石基燃料电池催化剂的研究和报道还比较少。催化剂是燃料电池最关键的部分,传统上普遍使用的催化剂是贵金属Pt,但是Pt的成本高昂,不适于大规模应用。氮掺杂的碳纳米材料是优良的燃料电池催化剂,可用于替代贵金属Pt。本文采用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）制备掺硼金刚石薄膜,然后在薄膜上外延生长掺氮碳纳米片,得到的复合膜用作燃料电池催化剂。主要研究内容及结果如下:掺硼金刚石薄膜的制备过程中,研究了CH₄浓度、温度、不同的硼源、掺硼方式、载气流量和硼碳原子比（B/C）对掺硼金刚石性质的影响。结果表明随着甲烷浓度的增加,非金刚石碳的含量增加,金刚石质量变差。在890-930℃温度范围内制备的金刚石质量较好,温度太高或太低都会增加非金刚石碳的含量。以NH₃·BH₃或B2O3为硼源制备了掺硼金刚石薄膜。加热蒸发NH₃·BH₃,用H₂带入反应腔的掺磞方式不能制备出掺硼金刚石。将NH₃·BH₃或B2O3溶解在无水乙醇中,用H₂作为载气把NH₃·BH₃或B2O3和无水乙醇带入反应腔进行掺杂,提高载气流量和溶液中的B/C金刚石的电阻减小,可以制备出导电性良好的掺硼金刚石薄膜,使金刚石的电阻由兆欧级降低到20Ω/mm。掺硼金刚石表面外延生长掺氮碳纳米片氮源采用N2或者NH₃,研究了温度、碳源浓度、氮源浓度和不同的掺氮方式—生长过程中的原位掺氮和生长后的处理掺氮对碳纳米片的结构和氮含量的影响。结果表明碳纳米片的最佳生长温度范围是1050-1090℃,低于或高于此温度范围碳纳米片数量减少,不能完全覆盖金刚石基底。生长过程中的原位掺氮工艺碳源浓度不变,氮源浓度越高对碳纳米片的刻蚀作用越强,当氮源浓度达到一定值后碳纳米片将不能生长。生长过程中的原位掺氮工艺和生长后氨气氛等离子体处理工艺可以成功制备出掺氮碳纳米片。采用上述两种方式制备的掺氮碳纳米片在氨气氛中高温处理可以提高N的总含量、改变N的结构。采用循环伏安法、旋转圆盘电极法表征了表面长有掺氮碳纳米片的掺硼金刚石复合膜的氧还原催化性能。NH₃氛中高温处理后的碳纳米片在0.1 M KOH溶液中催化性能最好的氧还原峰位可以达到-0.003 V。