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燃料电池和金属/空气电池由于其环境友好、能量密度高和能耗低等优点被视为化石能源最有潜力的替代品。而作为其重要的反应,氧还原反应（Oxygen reduction reaction,ORR）和氧析出反应（Oxygen evolution reaction,OER）具有反应途径复杂、动力学缓慢等缺陷,严重制约了这些器件的效率。目前,铂和二氧化钌等贵金属被认为是最有效的ORR和OER催化剂,但是由于其价格高、稳定性差等缺点,不利于燃料电池的大规模商业化应用。因此开发出廉价高性能的催化剂迫在眉睫。现如今碳材料因其成本低、导电性好、稳定性好而成为研究热点。本文运用聚合物衍生的方法制备了一系列杂原子掺杂碳材料,并考察其电催化性能,结果如下:（1）以Fe3O4为模板外层包覆聚一层含三种杂原子的聚合物PZS,材料经过碳化-刻蚀-碳化的过程后得到了氮、磷、硫三掺杂空心碳纳米球材料。得益于不同杂原子之间的协同作用和较大的比表面积,增加了活性位点,使材料表现出优异的电催化性能。在ORR测试中,材料起始电位为0.965 V,半波电位为0.834 V,并具有良好的循环稳定性。材料作为空气电极催化剂所组装的锌空电池表现出120.5 mW cm-2的峰值功率密度,45 h的长循环稳定性。（2）以四氨基钴卟啉（CoTAPP）和四氨基铁酞菁（FeTAPc）为结构单元,合成了共轭微孔聚合物（CoPP-FePc-CMP）,然后将其与石墨烯进行复合,经过高温煅烧后成功的制备了钴/铁/氮掺杂石墨烯材料。得益于石墨烯载体,使材料的导电性和循环稳定性得到了增强。电化学测试表明复合材料在ORR测试中有0.957 V的起始电位和0.777 V的半波电位。在OER测试中,当电流密度为10 mA cm-2时,电势为1.59V。材料作为空气电极组装成锌空电池时,表现出53.4 mW cm-2的峰值功率密度,且循环稳定性良好。（3）以四氨基卟啉（TAPP）为单体和1,3,5-三醛基-间苯三酚（TFP）为桥联基团,合成卟啉基共轭微孔聚合物（TAPP-TFP）,然后以醋酸钴作为钴源与TAPP-TFP进行配位,再将材料进行煅烧,形成氮掺杂碳/钴纳米粒子复合材料。得益于氮掺杂碳和钴纳米粒子的协同效应,氮掺杂碳/钴纳米粒子复合材料展现出较好的电催化性能。在ORR测试中显示出0.896 V的起始电位和0.744 V的半波电位,在OER测试中当电流密度为10 mA cm-2时,电势为1.733 V。