近年来,人类对化石能源的需求逐渐增加,随之而来的环境问题也极大地制约着社会的可持续发展。因此,发展清洁、高效的替代性能源,建立起可持续能源发展体系是现代社会首先要解决的问题。锌-空气电池由于其较高的比能量密度和较低的价格成本有望成为下一代清洁化学能源来源。近年研究发现,锌-空气电池的效率与性能主要受到空气电极的反应动力学限制。目前,通常使用商业化贵金属,如Pt/C,Ru O2等,作为空气电极催化剂,从而减小反应过程中的能量消耗,并减小反应势垒增加化学反应效率。然而,贵金属催化剂普遍存在着价格高昂和储藏量较低等问题,不利于其大规模的商业化应用。因此,研究发展廉价金属催化剂,非金属空气电极催化剂对锌-空气电池的广泛应用具有重要的意义。本论文针对现今空气电极存在的问题,利用非金属及廉价金属催化剂,完成三方面的工作:（1）配体调控热原位热解ZIF-8制备氧还原、氧析出氮、磷双掺杂介孔-微孔碳骨架材料催化剂。该部分工作通过以沸石咪唑酯骨架（ZIF-8）为前体模版,通过控制端烧温度,配体类型对ZIF-8进行改性。在高温煅烧过程中,ZIF-8中的金属锌在高温中升华形成空位,配体碳化形成氮,磷双掺杂的多孔碳骨架,同时,通过配体三聚磷腈的强配位作用,最大程度的保留前驱体的结构。在碱性电解液的条件下,同时表现出优异的氧还原（ORR）和氧析出（OER）反应活性,进而实现高效的锌-空气电池的充-放电性能,为构筑、改性MOF基多功能电催化剂提供了研究思路。（2）共轭有机框架-碳纳米管复合前驱体制备氮、磷双掺杂锌-空气电池正极材料。该部分工作采用溶剂热聚合的方式,将共轭有机骨架（COF）材料包裹于碳纳米管上作为催化剂前驱体,通过对反应过程中的原料配体、煅烧温度的控制,成功制备了一种氮,磷共掺杂的无金属锌-空气电池空气电极催化剂。通过实验与DFT运算的结合验证了煅烧形成的石墨氮,吡啶氮与P-C键之间具有较好的协同效应,较大程度增加催化剂的活性位点,提升了催化剂的氧还原（ORR）性能,在锌-空气电池空气电极中表现出超越贵金属Pt/C的催化性能,拓展了COF材料在电化学转化方面的应用,初步证实COF材料在锌空气电池空气电极应用的潜力。（3）无定形硼酸铁纳米片用做自供电-电解水及可逆锌-空气电池多功能电极。通过一步溶剂热的方式成功制备了自支撑无定形硼酸铁催化剂。该催化剂具有较高的比活性和质量活性,催化活性位点较多,活性较强,能够同时应用于析氢反应（HER）,氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）。该自支撑催化剂组成的2节锌-空气电池串联可点亮2.5 V的LED灯,点亮时间超过20小时,供应电催化全解水装置法拉第效率可达93.2%,4小时可收集氧气超过74 m L。该部分工作为研究制备过渡金属基多功能催化剂及探索新的能源供给方式提供了思路。