质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）是一种高效利用氢能的装置。目前PEMFC尚不能实现真正的商业化,其中最大的阻碍是铂碳（Pt/C）催化剂制备工艺复杂、成本高昂,同时催化过程中性能不稳定。因此,研究和开发催化活性高、稳定性好和抗中毒能力强且价格低廉的非贵金属催化剂来替代Pt/C催化剂是当前亟待解决的关键问题。金属有机框架（Metal Organic Frameworks,MOFs）具备容量大、品种丰富等优点,已被广泛应用于能源储备及转化相关领域。同时天然生物高分子——单宁酸（Tannic Acid,TA）价格低廉、来源广泛,不仅可以作为碳源,还可以与金属离子络合形成金属多酚网络,获得更多的活性位点,也能与MOFs的表面结合,使MOFs的结构更加均匀。基于此,本文采用TA作为导引剂,MOFs作为前驱体,引入锰、硼等掺杂元素,从而增加催化剂的活性位点,再通过适当的预处理改性,进而在隔氧氛围中进行高温煅烧,成功制备出了一系列新型的具有高比表面积、使用寿命长的PEMFC负极氧还原（Oxygen Reduction Reaction,ORR）电催化剂。本论详细阐述了催化剂的结构及性能的构效关系,同时探究了电催化剂的氧还原催化机理。具体研究工作如下:首先,将常温下制备出的ZIF-8作为氮源和碳源,再引入典型的多酚类生物高分子TA和一水合硫酸锰进行改性复合,进而在隔氧氛围中进行高温煅烧制备出了纳米级锰基氧化物作为氧化还原电催化剂——ZIF-8200@TA-Mn200-900℃,其比表面积高达258 m~2·g-1,自掺杂碳、氮含量分别为75 wt%和6 wt%。作为一种新型的锰基氧化物催化剂,该催化剂在0.1M KOH电解液中的极限电流密度为5.9 m A·cm-2。其次,以水热合成的Co Ni MOF作为前驱体,将TA和1,4-苯二硼酸作为碳源和硼源与Co Ni MOF进行改性复合,随后经过高温隔氧热处理从而制备出杨梅状钴镍硼复合碳材料质子交换膜燃料电池负极材料氧还原电催化剂,Co Ni400@TA/B24-700℃的比表面积高达185.52 m~2·g-1,催化剂中硼含量为7 wt%,碳含量为72 wt%。实验结果表明,催化剂与商业Pt/C的极限电流相近,且具有更好的稳定性。最后,分别以ZIF-8和ZIF-67这两种典型的有机框架材料作为前驱体,引入典型的多酚类生物高分子TA对其进行改性,继而在Ar氛围中经高温煅烧,从而制备出了双MOF连结结构的纳米复合电催化材料。所制备的双MOF连结结构的纳米复合电催化材料同商用铂碳催化剂有着相近的起始电位(Eonest)和半波电位(EHalf-wave)。