随着社会经济的高速发展,能源的大量消耗带来了各种污染问题,影响着人类的健康,制约着社会进步。燃料电池作为一种绿色环保的高效能源装置受到人们的关注。然而,燃料电池缓慢的阴极氧还原反应（ORR）是制约燃料电池广泛应用的重要因素,目前最常见的催化剂是铂基催化剂,但是它成本高昂,资源有限,易因甲醇中毒而影响催化活性。因此,开发稳定性好、价格低廉、催化性能优的阴极氧还原反应催化剂,是实现燃料电池商业应用的有效手段。金属有机框架材料（MOFs）是一种由金属离子与有机官能团有序配位而成的具有多孔结构的晶体复合材料,它具有很多优势,例如较稳定的结构,可调节的孔结构,较大的比表面积及孔隙率等,可以用于电催化氧还原反应。本文主要基于铁、钴、镍三种过渡金属元素制备了形貌优良的过渡金属氧化物MOFs材料,并做了多种表征,探讨了它们的电催化氧还原性能。具体研究内容如下:通过冷凝回流法制备了基于Co₃O₄金属有机框架材料（MOFs）,在氮气下退火,通过XRD、SEM、拉曼光谱对材料进行了表征,用三电极体系对材料的氧还原性能进行了测试,通过在制备前掺杂石墨烯,制备后氮气下磷化进行改性,两种处理方式都显著增强了Co₃O₄材料的ORR性能,最终Co₃O₄-CoP@GO峰电流比原始Co₃O₄提升了18.3%,半波电位和极限电流密度都优于Co₃O₄材料,且电流密度增大,达到5.618mA/cm²。相较单金属MOFs催化剂,基于二元金属氧化物的MOFs因为不同的金属活性位点之间的协调作用,会有效促进氧气的吸附和还原,催化活性大大提升。通过冷凝回流法基于铁、钴、镍三种过渡金属的二元化合物制备了MOFs材料,制备的CoFe₂O₄材料呈现出了均匀的纳米棒状结构,极限电流密度达到5.099mA/cm²,较基于Co₃O₄的MOFs材料的极限电流密度提升25.3%。对氧还原催化性能最好,形貌最优的CoFe₂O₄材料,分别考察了石墨烯掺杂、磷掺杂、氧空位浓度对材料电催化氧还原性能的影响,最终发现400℃氩氢气改性CoFe₂O₄半波电位最正为0.729 V vs RHE,磷酸二氢钠掺杂后的CoFe₂O₄@GO材料极限电流密度最高,为7.507 mA/cm²,较原始CoFe₂O₄材料提升47.2%。