电催化反应作为燃料电池、金属空气以及电解水制氢的核心反应,在新能源转换领域被视为最关键的研究课题之一。目前商用的电催化剂主要依赖贵金属及其合金材料,高昂的成本限制了电催化剂的实际应用和发展,因此需要开发高效而经济的非贵金属催化剂。碳材料具有高导电性、空间构型丰富和成本低廉等优点,通过元素掺杂与结构复合可以展示出增强与可调制的电催化特性。本论文以聚苯胺裂解的多孔碳材料为研究对象,系统考察了氮、磷、铁磷化物掺杂以及纳米氧化物复合对材料电催化特性的影响,考察了多孔碳材料对水的多功能电催化性能,包括氧还原、氧析出、氢析出等性能,研究了材料的形貌尺寸、微观结构、表面化学状态和电催化性能之间的关系,并对反应机理进行了探讨,获得了双功能或三功能的电化学催化剂。本文主要成果概括如下:（1）首先通过软模板法溶液聚合了三维网状的聚苯胺,在优化了聚苯胺工艺参数的基础上通过调控温度热解得到氮、磷掺杂的多孔碳。通过调节温度参数,在1000℃条件下裂解得到氮磷掺杂的多孔碳材料兼具氧还原和氧析出催化性能。氧还原起始电位为830 mV,极限电流密度为4.4 mA cm^-2;析氧反应电流密度为10 mA cm^-2时,起始电位为1.80 V。（2）采用溶胶凝胶法合成了聚苯胺,通过调节前驱体比例,合成的三维网状聚苯胺有形貌可控、结构稳定的优点。采用1000℃温度裂解,与溶液法相比采用溶胶凝胶法得到的氮、磷双掺杂多孔碳材料电流密度提高到6.3 mA cm^-2,起始电位为820 mV;氧析出反应电流密度为10 mA cm^-2时,起始电位为1.82 V。（3）通过引入含铁前驱体,采用溶胶凝胶法合成了铁掺杂聚苯胺,在1000℃条件下,通过调节含铁前驱体的浓度,当三氯化铁与苯胺摩尔比为0.1时,所合成的多孔碳材料具有优化的电催化性能。其中氧还原极限电流达到6.3mA cm^-2,起始电位正移到920 mV,两项指标都超过了商业Pt/C催化剂;析氧反应的电流密度为10 mA cm^-2时,起始电位为1.82 V。（4）通过溶液聚合法合成的铁掺杂聚苯胺形貌相对粗大,通过优化温度参数,在850℃条件下得到了磷化铁/磷化亚铁双相负载掺杂多孔碳材料,结果显示所获得的结构兼具氧化原、氧析出和氢析出三功能电催化活性:其中氧还原极限电流密度为6.0 mA cm^-2,起始电位在910 mV处,与Pt/C接近;氧析出反应电流密度为10 mA cm^-2时,析出电位为1.81 V;析氢反应电流密度为10 mA cm^-2时,起始电位为251 mV。（5）采用水热法合成了钴酸镍/碳复合结构,并详细考察了温度对单一组元与复合结构的物相结构和电催化特性进行了对比分析。得到350℃条件下退火得到的尖晶石结构的钴酸镍具有优化的电催化性能:其中极限电流密度为2.9 mA cm^-2,氧还原起始电位在895 mV处;电流密度在10 mA cm^-2时,其氧析出起始电位可以负移到1.62 V。