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中国作为世界上最大的能源消耗国,当前面临的严峻问题之一是资源枯竭。此外传统能源（石油、煤炭等）的消耗引发了严重的环境污染和破坏。燃料电池是清洁、高效的能量转换装置,其理论能量转化效率达83%,燃料来源广泛,自问世（1880s）以来就受到科研工作者的广泛关注,以期降低人类对化石能源的依赖。燃料电池阴极的氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）动力学比阳极氢气氧化反应动力学慢五个数量级,需要催化活性强劲的ORR催化剂。目前Pt基材料是最高效的ORR催化剂,可降低ORR的超电势,催化氧气以高效的4电子途径发生还原。但是仍存在以下问题:1)金属Pt储量稀少,Pt基催化剂成本高昂,占燃料电池成本的49%;2)Pt基催化剂易受燃料中微量CO的毒害而降低活性,严重削弱燃料电池的工作效率;3)Pt基催化剂催化选择性差,易受甲醇干扰,降低电池的使用寿命;4)Pt基催化剂活性易衰减,耐用性差。因此,必须寻求廉价、高效、稳定性和选择性好的材料来代替Pt/C作为ORR催化剂。杂原子掺杂多孔碳材料因其孔结构发达,比表面积大,活性位点丰富,机械性能、结构可控性和表面修饰性强,导电性和稳定性高等优点,经理论计算和实验证明其是最有前景的ORR催化剂之一,而制备工艺对其形貌、孔径分布、活性位点和石墨化程度等影响显著,基于此,本论文围绕致孔剂对氮掺杂多孔碳材料合成的影响及氮掺杂碳材料ORR性能研究开展了以下工作:（1）单一致孔剂合成微/介孔氮掺杂碳材料及其ORR催化性能研究。以ZnCl2为致孔剂,以杨絮为唯一碳源和氮源,经高温热解制得富含微孔和介孔的氮掺杂多孔碳材料（NDC-800）。在碱性条件下,NDC-800表现出与Pt/C相当的ORR催化活性、更优异的稳定性、抗甲醇干扰和抗CO中毒性能。（2）双致孔剂合成多级孔氮掺杂碳材料及其ORR催化性能研究。以ZnCl2和碱式碳酸镁（BMC）作为协同双致孔剂,尿素作为氮源,分别以20多种常见廉价生物质（如胡萝卜、豆角和银杏叶等）为前驱体合成了具有微孔、介孔和大孔的蓬松多孔氮掺杂碳材料。代表性样品N0.54-Z3/M1-900在碱性溶液中表现出比Pt/C和单一致孔剂合成的碳材料更好的ORR催化性能,即更正的半波电位、更出色的稳定性及选择性。以此协同双致孔剂法制备蓬松多孔氮掺杂碳材料,前驱体可轻易扩展至20种常见生物质,其潜在的作用机理可能是基于ZnCl2和BMC的协同致孔作用。这种协同双致孔剂法有望作为一种普适性的方法以自然界广泛可得的生物质为碳源合成理想ORR催化剂,积极推动燃料电池的实用化进程。（3）单一致孔剂合成多级孔氮掺杂碳材料及其ORR催化性能研究。以碳酸盐为唯一致孔剂,以葡萄糖为碳源,尿素为氮源,经高温热解得到富含介孔和大孔的氮掺杂碳材料（NMC-1）。在碱性电解质中NMC-1催化ORR反应不仅具有比Pt/C更正的半波电位,更出色的持久稳定性,而且弥补了Pt/C催化剂易受甲醇干扰、CO中毒影响的缺点。