设计制备同时具有电催化氧还原（ORR）和电催化水氧化性能（OER）的氧电极材料是提高金属空电池性能的关键。本文的研究重点是通过氮化碳高温转化的方法制备一系列高效的金属（Co/Fe）基碳纳米管材料,并研究它们的电催化氧析出、电催化氧还原和金属空气电池性能。具体研究内容如下:1.通过硝酸钴与氮化碳（C3N4）的高温固相反应,得到均匀的钴基碳纳米管（Co-NCNTs）。使用2 M的HNO3处理的样品Co-NCNTs-N,纳米管顶端处的金属Co和Co Ox颗粒被部分清除,该样品表现出优异的ORR（起始电位为0.86 V,半波电位为0.80 V）和OER(仅需1.58 V电势变可达到10 m A cm-2的电流密度)性能。以Co-NCNTs-N负载的碳纸作为锌空气电池氧电极,其最大功率密度为210 m W cm-2,循环寿命大于130 h,优于商业Pt/C-Ru O2。2.研究不同铁源（氯化铁、硫酸亚铁和乙酰丙酮铁）与氮化碳（C3N4）高温固相反应产物,结果表明,C3N4可在乙酰丙酮铁的催化作用下转化生成含铁的一维碳纳米管结合二维石墨烯材料（Fe-NCNTs@RGO）。研究碳纳米管生长机制,发现铁纳米簇和700℃生成的铁渗碳体（Fe3C）在纳米管的生长过程中起到关键作用。Fe-NCNTs@RGO-N基锌空电池和铝空电池表现出较好的性能(开路电压,1.552 V和1.602 V;最大功率密度,85 m W cm-2和120 m W cm-2),优于商业Pt/C。3.通过高温固相法实现碳纸表面原位生长碳纳米管（Fe-CNTs@CP和Co-CNTs@CP）。二者的比表面积分别为32.38 m~2/g和104.05 m~2/g,为干净碳纸的11.6倍和37.3倍。将两种自支撑的电极作为锌空电池的氧电极,表现出优异的充放电性能,Fe-CNTs@CP达到50 m A/cm~2的电流密度时电压为0.64 V,Co-CNTs@CP达到50 m A/cm~2的电流密度时电压为0.95 V,均优于贵金属Pt/Ru O2@CP,并且可以保持40 h长循环充放性能稳定。