以氮掺杂碳为载体的过渡金属基电催化剂（M-N-C）对氧还原反应（ORR）具有较高的电催化活性,在质子交换膜燃料电池（PEMFC）和金属-空气电池等领域具有广阔的应用前景。考虑到可再生能源日益增长的商业需求,通过用简单、高效的策略制备具有高催化效率和稳定性的催化剂是至关重要的。多孔材料具有大比表面积和化学稳定性的结构优势,多孔结构可以使电解质更快地进入电催化剂内的活性位点,确保电解液与电极表面能够有效接触,从而促进电荷在电解液-电极界面间的转移。本论文,通过模板法制备了一系列多孔材料电催化剂,通过XRD、XPS、HR-TEM、AC HAADF-STEM和XAFS等表征分析了催化剂的结构及形貌,使用循环伏安法（CV）和线性伏安曲线（LSV）评价了催化剂的ORR活性。本文的主要研究内容如下:1)本文通过使用乙二胺四乙酸钠（EDTA-Na2）为软模板,金属盐和2-甲基咪唑的混合物作为Co,N和C的前躯体,开发出一种三维N掺杂介孔碳（NC）负载的Co-N-C催化剂Co clusters/NC。XRD,BET,TEM,AC HAADF-STEM和XPS等表征证实了碳框架中的丰富的介孔结构和活性位点。Co clusters/NC表现出优异的ORR性能,具有良好的ORR活性:起始和半波电位分别为0.99 V vs.RHE和0.89 V vs.RHE;塔菲尔斜率为59.2 m V dec-1,在0.85 V vs.RHE动力学电流为25.48 m A cm-2;20000次循环后活性仅衰减10 m V。此外,该催化剂在锌空气电池中替代传统Pt/C催化剂方面前景广阔,同时在高比容量822.5 m Ah/g Zn、功率密度181.3 m W/cm~2和长期循环稳定性80 h保持高性能。这种制备方法为构筑简单、高效的电催化剂体系提供思路。2)本文提供一种结合多巴胺辅助合成、退火、金属锚定和NH3活化的有效方法,制备钴基单原子电催化剂（Co SAs/NC）。简便的聚多巴胺（PDA）-金属配合物辅助热解策略,可减缓ZIF-8在水中的成核速率,形成单分散的ZIF-8纳米晶体;进行热解处理时,锌原子蒸发生成氮掺杂碳（NC）载体;后经金属锚定与NH3活化制备单原子催化剂Co SAs/NC。Co SAs/NC表现出优异的ORR性能,具有良好的ORR活性:起始和半波电位分别为1.04 V vs.RHE和0.90 V vs.RHE;塔菲尔斜率为69.8 m V dec-1,在0.85V vs.RHE动力学电流为18.8 m A cm-2;10000圈循环后活性仅衰减7 m V。此外,该催化剂在锌空气电池中替代传统Pt/C催化剂方面前景广阔,同时在高比容量796.1 m Ah/g Zn、功率密度175.4 m W/cm~2和长期循环稳定性140 h保持高性能。该工作为合理设计具有超高比表面积的MOFs衍生金属单原子催化剂提供思路,以改善燃料电池或金属空气电池中氧还原反应的性能。