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发展和制备高效、经济、稳定的电催化剂是实现高效能源转化和储存的有效途径之一。在目前已知的储能装置中,锌-空气电池（ZABs）由于具有低成本、容量大、寿命长等优点而广受研究。然而,阴极材料的缓慢动力学反应(氧还原（ORR）和氧析出（OER）阻碍了ZABs的进一步发展。铂或铱基纳米材料是一类高效的ORR或OER催化剂,但其广泛商业应用仍然受到其高成本和低耐久性的限制。因此,开发高效、经济、双功能ORR/OER的ZABs阴极催化剂材料迫在眉睫。过渡金属基材料满足及高效的氧电催化反应要求,是研究者普遍认为的一种双功能催化剂,而对其纳米结构的合理设计可以有效改善材料的导电性和催化活性,从而进一步优化其氧电催化性能。本文通过表界面工程,通过设计过渡金属基多相结构来改善材料的电子结构和氧电催化性能,从而实现其在ZABs中的高效利用。本论文的主要研究内容和结论如下:1.制备了N掺杂石墨烯（N-C）包覆的FeNi合金催化剂。由于其特殊的核壳结构,FeNi@N-C作为氧电催化剂具有优异的双功能OER和ORR电催化活性。FeNi@N-C基的液态锌-空气电池的开路电压可达到1.48 V。并且在电流密度为20 mA/cm2时,该电池的充放电循环稳定可达40 h。FeNi@N-C基的全固态锌-空气电池表现出了优异的机械柔性。2.制备了CuCo@N-C催化剂材料。Cu与Co金属异质结间具有电荷转移,从而提升了CuCo@N-C的催化活性。CuCo@N-C基的ZAB的开路电压为1.51V,最高功率密度可达170 mW/cm2（Pt/C为1.48 V和165 mW/cm2）,具有良好的充放电循环稳定性。CuCo@N-C基的全固态ZAB具有低的充放电压差值、高的能源效率72%（10 mA/cm2）和优异的循环稳定性（50 h）。3.制备了Fe/Fe3C@N-C催化剂材料。通过调控Fe和Fe3C的比例来调控该复合材料的相结构以及表界面结构,使得该催化剂在pH-universal介质中的ΔE值分别为0.70 V,1.07 V和1.10 V。Fe/Fe3C@N-C基的中性ZAB的开路电位为1.42 V,最大功率密度为80 mW/cm2。在电流密度为2 mA/cm2时,经过1200次连续充放电循环后,该ZAB表现出了优异的循环稳定性。该工作为设计pH-universal的能源存储设备提供了新的途径。4.制备了MnO/Co@N-C纳米复合催化剂材料。在光照条件下,该电催化剂过电位仅为1.42 V（10 mA/cm2）,远低于黑暗条件下的过电位（1.52 V）。在光照条件,MnO/Co@N-C基ZAB的最大功率密度可达到189 mW/cm2（与黑暗条件下相比增加了约33.1%）。此外,MnO/Co@N-C的开路电压为1.48 V（与黑暗条件下相比增加了约2.1%）。基于MnO/Co@N-C的ZAB不仅可以将充放电效率从55.6%提高到64.1%,还可以提高循环稳定性（与无光照条件下相比增加了约66.7%的增量）。本研究为提高双功能电催化开辟了新的途径和ZAB的充放电效率提供了新的策略。5.采用水热加后期酸刻蚀的方法合成了多孔的Ni/NiO纳米片催化剂材料。Ni和NiO相界间的姜泰勒效应及氧缺陷的出现,加速了界面处的电荷传输和暴露更多的活性位点,使得多孔的Ni/NiO表现出了优异的OER和ORR催化性能。多孔Ni/NiO基的ZAB具有低的充放电压差值0.83 V（电流密度为2 mA/cm2）和稳定的充放电循环性能（120 h）。