氧还原催化剂的开发,是质子膜燃料电池、锌-空气电池等一系列应用于能量转换和存储的可再生能源技术的关键。然而,该反应过程涉及多步骤质子耦合、电子转移过程,其迟缓的动力学限制了氧电催化剂的选择,使得Pt及其合金仍旧是目前最好的ORR催化剂。然而Pt基催化剂除了价格高昂,资源稀缺性等问题外,它们仍然面临着差的稳定性和对甲醇耐受性等问题,这限制其了大规模工业化应用的可能性。因此开发高效、稳定、经济的氧电催化剂是目前面临的主要挑战。近年来,碳纳米材料已被研究作为氧电催化剂材料的主要选择,其具备许多优点,例如成本低廉,导电率高和环境友好等。更重要的是,碳纳米材料通常表现出优异的稳定性和甲醇耐受性,这使其更容易适应复杂的电池工作环境,然而碳纳米材料往往表现出低调的催化活性,如何提高其氧还原催化活性是目前研究的重点。在本论文中,我们制备了一种富缺陷的三维（3D）介孔碳纳米材料,利用氧化锌量子点作为高温供氧剂和碳消耗剂,通过高温热处理,进行碳热还原反应的碳缺陷工程,在碳表面原位构筑碳缺陷作为氧还原活性位点,得到的富缺陷三维介孔碳纳米材料,与有序介孔碳CMK-3,氧还原催化活性得到了显著的提升,并将其拓展应用到锌-空气电池中,同样也表现出高的功率密度和稳定性。具体工作如下:借助一种典型的三维（3D）有序介孔碳纳米材料（CMK-3）作为良好的碳基质,通过溶胶凝胶法控制合成具有超高比表面积的Zn O量子点（QDs）作为高温供氧剂和碳消耗剂,通过简单有效的表面浸渍将Zn O QDs均匀分散到CMK-3有序的孔道表面得到符合材料CMK-3@QDs,以氮气为保护气体,经过高温热处理,利用Zn O QDs,发生剧烈的碳热还原反应Zn O（s）+C（s）=Zn（g）+CO（g）,制造丰富的碳缺陷,得到富缺陷介孔碳纳米材料CMK-3@QDs-900,并且该材料完好保留了CMK-3原始的三维形貌和介孔孔道。该材料在0.1M KOH电解液中的半波电位为0.903 V（V vs RHE）;在0.1M HCl O₄中的半波电位为0.769 V（V vs RHE）。CMK-3@QDs-900催化剂在碱性介质中100小时的I-T测试后,表现出优异的稳定性,电流密度仅降低5.6%。此外,CMK-3@QDs-900作为阴极催化剂应用于自组装的锌空电池中,展现出高的功率密度(203m W cm^-2;～125%of 20%Pt/C)和良好的稳定性。