1、當今，燃料電池因其較高的功率密度和能量轉換效率，快速的響應時間和環(huán)境友好性被認為是最有前途的能量轉換器之一。但燃料電池的陰極氧還原催化劑制備難，成本高等問題嚴重影響了其市場化。因此制備新型高效的非貴金屬電催化劑迫在眉睫。在本文研究中，課題組合成了一系列過渡金屬配位的氮摻雜的碳催化劑。催化劑的電化學性質由 CV（循環(huán)伏安法），RDE（旋轉圓盤電極法），RRDE（旋轉環(huán)盤電極法），EIS（電化學阻抗譜）等電化學方法進行測定，其表面形貌特征和

2、結構組成由SEM（掃描電鏡）和XPS（X射線光電子能譜）等電化學技術進行研究分析。
　　1.通過一系列簡便溫和的反應：包括氧化聚合、化學耦合和離子絡合反應成功制備了兩種新型非貴金屬氧還原電催化劑。首先運用氧化聚合法合成了炭黑負載的聚（吲哚-6-羧酸），并將其與5-氨基-1,10菲啰啉鍵合生成前驅體 PInPhen/C，最后將金屬離子Cu(II)和Fe(II)配位到PInPhen/C上制備催化劑CuPInPhen/C和FePInPh

3、en/C。經電化學測試表明兩種催化劑均表現(xiàn)出良好的催化活性，并在氧還原反應中主導了四電子轉移途徑。
　　2.在導電聚合物的基礎上制備了新型的金屬菲羅啉型化合物催化劑Cu-PBTPP。首先將2,5-二溴-3,4-二硝基噻吩和4,4''-二丁基[2,2':5',2''-三噻吩]-3',4'-二胺鍵合生成導電單體BTPP，并研究其聚合物PBTPP的電化學性質。然后將銅離子配位到PBTPP上制備Cu-PBTPP催化劑。測試結果表明配位了銅

4、離子后，催化劑的催化活性及電化學穩(wěn)定性都有顯著提高。
　　3.在導電聚合物的基礎上制備了新型的碳負載的過渡金屬離子配位的含氮電化學催化劑Cu-PDTPP/C，并對其電化學性質進行測試。結果表明Cu-PDTPP/C無論在催化活性，電化學穩(wěn)定性還是轉移電子數(shù)都優(yōu)于PDTPP, PDTPP/C, Cu-PDTPP催化劑。
　　4.簡述了銅離子配位的咪唑原位化聚合物催化劑的制備方法及其電化學性能的表征。測試結果顯示該催化劑顯示出良好