质子交换膜燃料电池（PEMFC）以其无污染、能量转化率高和启动快等优点，成为新能源技术研究的热点。阴极催化剂氧还原反应对PEMFC的性能起着至关重要的作用。然而氧还原速率低、极化现象严重、氧还原可逆性差和铂价格昂贵等因素依然制约着PEMFC商业化发展。因此，当前的重要任务是开发具有高效活性位点的载体材料和开发非贵金属催化剂以替代铂催化剂。本论文通过以不同碳基材料为载体负载非贵金属卟啉钴，充分发挥载体材料与非贵金属各自的电催化优势，成功制得一系列具有高电催化活性的非贵金属氧还原催化剂。论文主要研究内容如下：　　（1）用化学气相沉积法制备碳纳米管，然后以乙腈为氮源引入氮原子成功地制备了掺氮碳纳米管，最后用6mol/L盐酸浸泡除去掺氮碳纳米管中残存杂质（如不定形碳、金属颗粒），并用6mol/L硝酸对其进行功能化处理，增强其在水溶液中的分散性。利用SEM表征掺氮碳纳米管的形貌，并探讨了掺氮碳纳米管的生长机理。采用XRD、Raman、TGA-DTG等手段表征了掺氮碳纳米管的结构特征及热稳定性，结果表明氮的掺杂降低了碳纳米管的石墨化程度和热稳定性。并且还研究了掺氮对碳纳米管电催化氧还原性能的影响，CV结果表明，N元素的引入能够提高其氧还原电催化活性。　　（2）经过热处理制备一种新型的电催化剂 CoTPP/NCNT。采用 EDX表征催化剂的元素组成，Co的含量为3.2％，比理论值略小。通过CV测试，结果表明CoTPP/NCNT-2催化剂比NCNT-0、NCNT-2和CoTPP/NCNT-0催化剂具有更为优越的氧还原催化活性，且在酸性电解质中表现出最优的氧还原催化活性，其起峰电位为0.733V。EIS结果表明，CoTPP/NCNT-2相对其他催化剂而言其最电阻小，且说明其具有优良的导电性。这进一步证明掺氮碳纳米管与卟啉钴有机地结合在一起而达到协同作用，很好的提高了CoTPP/NCNT-2催化剂的电催化活性。　　（3）为了把卟啉钴负载到碳纳米管-石墨烯载体上，采用热处理法制得一种新型的电催化剂CoTPP/CNT-G。通过SEM、TGA-DTG和EDX等手段对样品进行形貌、热稳定性和组成成分表征，结果表明CNT-G可以完美地结合，并提高了它们之间的分散性，使之不易团聚。通过 CV测试，结果表明 CoTPP/CNT-G催化剂具有优越的氧还原催化活性，其在酸性电解质中表现氧还原催化活性，起峰电位为0.729V。这进一步证明了碳纳米管-石墨烯能够为卟啉钴提供更多的活性位点，从而提高了CoTPP/CNT-G的催化活性。