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由于化石燃料的过度使用,导致了能源危机和环境破坏。可充电金属-空气电池和全水裂解已被视为替代化石燃料的绿色能量存储和转换装置。但是,但缓慢的氧还原（ORR）、析氧（OER）和析氢（HER）反应动力学阻碍了它们的发展。因此,开发高效、稳定的电催化剂以催化ORR、OER和HER对可再生和可充电能量系统至关重要,但仍具有一定的挑战性。聚卟啉（PP）和聚酞菁（PPc）具有高度共轭的π电子体系、大环中空的孔道、优异的导电性、电磁性能以及具有较大的比表面积。并且基于过渡金属的聚酞菁和聚卟啉衍生的催化剂,能提供丰富的碳源、氮源以及金属源。基于PP和PPc的上述优势,本文制备了三种过渡金属聚卟啉和过渡金属聚酞菁衍生的高效电催化剂。获得了许多有意义的研究结果,现总结如下:1.通过三金属（铁、钴、镍）聚卟啉（（Fe,Co,Ni）PP）包覆的碳纳米管（CNTs）的热解制备出了新型的CNTs@（Fe,Co,Ni）PP-T（T代表热解温度）复合材料,并对其组成和形貌结构进行了表征。电化学测试结果表明,CNTs@（Fe,Co,Ni）PP-800催化剂具有优异的氧还原和析氧反应催化活性。与其他对比材料相比,具有更正的氧还原起始电位（0.988V vs RHE）和半波电位（0.837 V vs RHE）,以及在10 m A cm-2电流密度下更小的析氧反应过电位（355 m V）。组装的CNTs@（Fe,Co,Ni）PP-800基锌-空气电池的峰功率密度为155.13 m W cm-2,并展示了优异的长期充放电循环稳定性（50 h）,明显优于Pt/C+Ru O2基锌-空气电池的性能。2.以泡沫镍（NF）为导电的载体,以表面活性剂F127为铁聚酞菁（Fe PPc）的形貌调控剂,通过溶剂热方法制备出了Fe PPc/NF-S（S代表表面活性剂）,随后的磷化处理制备出了新型的高效全水电解催化剂P-Fe PPc/NF-S（P代表磷化处理）。对于析氧和析氢反应,该催化剂在碱性溶液中仅需要293 m V和224 m V的过电位就可以实现100 m A cm-2的电流密度,并具有优异的耐久性。以P-Fe PPc/NF-S分别作为阳极和阴极组装的水电解池实现100 m A cm-2电流密度的全水裂解槽电压也仅为1.743 V,明显优于贵金属（分别以Pt/C/NF和RuO2/NF为阴极和阳极）基水电解池电解池（1.852 V）的槽电压。3.以铁、钴配位的聚卟啉（（Fe,Co）PP）为前驱体,采用二氧化硅模板和二氧化硅保护的方法,合成了SiO2@（Fe,Co）PP@SiO2,随后的热解和酸洗成功制备出了新型的SiO2@（Fe,Co）PP@SiO2-T（T代表热解温度）双功能氧电催化剂。经优化的SiO2@（Fe,Co）-PP@SiO2-800具有正的0.985 V vs RHE的氧还原反应起始和0.861 V vs RHE半波电位以及在10 m A cm-2电流密度下373 m V的析氧反应过电位。以SiO2@（Fe,Co）PP@SiO2-800为空气电极组装的锌-空气电池的开路电压为1.554 V,并且显示了比Pt/C+RuO2空气电极更高的峰功率密度(166.69 m W cm-2)和更好的长期充放电循环稳定性（超过83 h）。