氧还原电催化剂对于各种可再生能源的应用(例如燃料电池、金属-空气电池)和能源密集型行业(例如氯碱工业)来说具有至关重要的作用。高效、低价、耐久性优异的的氧还原电催化剂的设计与制备仍然是一个挑战。本文中选取不同的碳载体采用水热法和高温煅烧法两种方法制备出了一系列碳载四氧化三钴的复合催化剂,对此复合催化剂进行了形貌、结构表征和氧还原性能测试,并对影响其氧还原活性的关键因素进行了研究。主要工作如下：1、以自制的掺氮碳纳米管(NCNTs)、商业碳纳米管(CNTs)、高石墨化碳黑(GCB)、普通Vulcan XC-72碳黑(CB)为载体,采用水热法制备出了分散性较好,粒径为3～5nm的碳载四氧化三钴复合催化剂。复合催化剂的氧还原电化学性能测试结果表明活性最好的是Co3O4/CB,其次是Co3O4/NCNTs和Co3O4/CNTs, Co3O4/GCB活性相对较差。对四种材料的表面成分进行分析,表明活性的差异主要来源于碳载体中氮元素的掺杂及其有效氮元素的含量。GCB载体由于石墨片层较为完整,不易于氮元素的掺杂导致活性最差。CB负载的样品由于较多的有效氮含量而导致其较好的活性。2、以高石墨化碳黑为载体,采用高温煅烧的方法制备出了Co3O4/GCB复合催化材料,并研究了煅烧温度对复合催化剂的形貌、结构及性能的影响。结果表明在煅烧过程中,碳载体可以诱导四氧化三钴中钴离子的错排从而产生结构缺陷,最直接的表现就是XRD衍射峰反常的峰强度,且碳载体石墨化程度越高,此诱导作用越明显。并研究了缺陷与催化活性的关系,缺陷越多,暴露的三价钴离子越多,与碳载体形成的共价键越多,其催化活性越好。