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随着人类生存环境的严重破坏,绿色环保的发展概念正深入人心。质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种新型能源越来越受到人们的青睐,但令人遗憾的是PEMFC所使用的商业Pt/C催化剂成本高昂,极大的阻碍了PEMFC的发展,因此开发一种新型的非贵金属催化剂就显得尤为重要。金属有机框架（MOFs）在微观上结构可调控,兼具碳源和金属源,是一种多孔材料,富含微孔及介孔结构,因而可作为氧还原反应（ORR）催化剂前驱体材料。但是,仅以MOFs为前驱体获得的多孔材料的催化ORR能力有限,与商业铂碳相差甚远,并不能满足实际需要。因此,需要对MOFs进行进一步的改性,以获得催化活性更高的ORR催化剂。本论文选用Co-MOF（ZIF-67）作为基体,通过掺杂第二金属、与石墨烯复合两种方法来提高材料的ORR催化活性。本文的主要研究方法及结论如下:1)以Co-MOF作为碳源和第一金属源,通过掺杂第二金属（M=Fe、Ni、Cu、Zn）的方法提高材料的ORR性能。掺杂方法简便易行,在室温下即可进行,TEM（透射电子显微镜）和XPS（X射线光电子能谱）等结果表明第二金属与Co掺杂成功且N元素均匀分布,有M/Co-N-C结构的形成。此外,纳米金属颗粒周围包裹的石墨化碳,对金属纳米颗粒起到限定作用,避免了ORR反应过程中催化剂的溶解和团聚,有利于反应过程中的电子传递,这对材料ORR催化性能十分重要。M/Co-NC催化剂的电化学性能研究表明,不论在碱性体系还是在中性体系中,Ni/Co-NC催化剂的ORR催化性能最佳,1600 rpm转速下的起峰电位、极限电流密度均优于Pt/C催化剂,Ni/Co-NC的电子转移途径接近四电子转移过程。除此之外,Ni/Co-NC的耐久性也远超Pt/C,且其对甲醇的耐受性更强,因此Ni/Co-NC是一种良好的阴极催化剂材料。2)利用2-甲基咪唑的水溶液带正电,氧化石墨烯（GO）的水溶液带负电的特性,使2-甲基咪唑通过静电吸引与氧化石墨烯结合,乙酸钴则通过配位键与2-甲基咪唑结合形成Co-MOF结构,如此反复,实现在氧化石墨烯表面层层自组装Co-MOF的目的。SEM（扫描电子显微镜）、TEM和XPS等结果表明Co-MOF与GO成功结合,形成了GO/Co-MOF复合结构。我们对GO/Co-MOF的最适碳化温度进行了研究,发现600℃处理后样品的ORR性能最佳。在最适温度下,我们又研究了不同组装次数对样品催化能力的影响,LSV结果表明,组装6次样品的ORR催化性能最好,1600 rpm转速下的起峰电位为0.09 V（vs.Hg/HgO）,极限电流密度为5.5 mA cm-2,与商业Pt/C催化剂的ORR催化活性相当,并且与商业Pt/C催化剂相比,该材料的耐久性及抗甲醇性更高,因此是一种性能优异的ORR催化剂。