为了解决能源危机与环境污染等问题,开发可再生清洁能源成为目前的一个重要研究方向。燃料电池因其能量转换效率高,环境污染小等特点得到人们的青睐。尤其是低温燃料电池,其在便携式电子设备、住宅、汽车业以及社会各方面的集中供电系统等多个领域中得到广泛应用,成为一种具有巨大发展潜力的可再生清洁能源。但目前商用的阴极氧还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）催化剂Pt/C由于资源少,成本高且寿命短等缺点限制了燃料电池的大规模商业化发展。故低成本、高活性、高稳定性的非铂ORR催化剂成为研究的重点。本文基于静电纺丝技术,制备铁-氮掺杂的碳纳米材料用作ORR催化剂。以含氯化血红素和聚丙烯腈（PAN）的氮氮二甲基甲酰胺（DMF）溶液作为纺丝前驱体,其中氯化血红素作为铁、氮源,电纺得到复合纳米纤维。研究了不同碳化温度与氯化血红素用量对电化学性能的影响。通过SEM、TEM、XRD、XPS等对样品的形貌、物相及元素价态等进行分析,并进行相关电化学测试。采用1 wt%氯化血红素制备的复合纳米纤维在300℃预氧化3 h以及N₂气氛中850℃碳化2 h后获得的Fe-N-CNFs,其氮掺杂量高达5.56 at%,在0.1M KOH中表现出比Pt/C更高的ORR活性与电化学稳定性。在0.1 M HClO₄中ORR起始电位为0.834 V,与Pt/C相比仅左移6 mV,平均电子反应数为4.0;且经过16000 s的i-t测试后,其电化学稳定性明显优于Pt/C,且具有优异的抗甲醇能力。通过在纺丝前驱体溶液中加入0.1 wt%的二茂铁,电纺获得二茂铁/PAN纳米纤维,将其在马弗炉中300℃预氧化3 h、N₂气氛下900℃碳化2 h,制备得到具有层次孔结构的铁-氮掺杂的多孔碳纳米片Fe-N-CNS,其比表面积高达835 m²g^-1。Fe-N-CNS中的Fe³⁺-N₄和吡啶N活性位点,使其在碱性与酸性环境下表现出高电化学活性。电化学结果显示,在0.1 M KOH中,ORR活性与电化学稳定性均优于Pt/C。在0.1 M HClO₄中,ORR起始电位较Pt/C左移30 m V,且通过4电子路径催化ORR;经过i-t测试,Fe-N-CNS表现出比Pt/C更高的电化学稳定性与抗甲醇能力。