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直接液体燃料电池是以液体（如甲醇、乙醇和甲酸等）为燃料的一种能量转换装置，因其具有高能量转换效率、燃料易于储存和运输、低温运行、组装简单等优点，受到了广泛的关注和研究，是未来便携式电子装置电源的首选。但是直接液体燃料电池商业化过程受到了阻碍，其中电极材料中催化剂的成本高及性能低是阻碍其商业化的重要原因之一。本论文以制备价格低廉、高性能的催化剂为目标，开发了新型的掺氮碳材料及其复合物，并应用于电催化氧还原（ORR）和甲酸氧化研究。本论文的主要工作如下：（1）以硝酸铜为金属源、苯胺为氮源和碳源，通过高温热解制备了掺氮碳载金属铜（Cu/N-C）纳米材料。采用扫描电子显微镜和能量散射光谱分别对Cu/N-C材料的形貌和元素组成进行了表征。采用循环伏安法和线性扫描伏安法对Cu/N-C修饰的旋转圆盘电极在酸性条件下电催化ORR性能进行了研究。研究表明，Cu/N-C催化剂具有较好的催化ORR活性；与商业E-TEK Pt/C催化剂相比，具有优越的抗甲醇性能和较好的稳定性。（2）通过高温碳化ZIF-8纳米颗粒制备了氮掺杂介孔碳（N-MCs）。采用扫描电子显微镜和比表面分析仪对N-MCs材料进行了表征，结果显示N-MCs具有均一的形貌、高的比表面积（1960m2g-1）和窄的孔径分布（集中在3.6nm左右）。采用循环伏安法、线性扫描伏安法和计时电流法对N-MCs修饰的旋转圆盘电极在碱性条件下电催化ORR的性能进行了研究。与商业E-TEK Pt/C催化剂相比，N-MCs催化剂具有优越的催化ORR活性、长期稳定性和抗甲醇性能。通过进一步的动力学研究表明，N-MCs电催化氧还原过程以四电子过程为主。（3）以N-MCs为载体，通过硼氢化钠还原的方法，制备了N-MCs负载Pd纳米颗粒（Pd/N-MCs）的复合催化剂。采用透射电子显微镜和能量散射光谱对催化剂的形貌和元素组成进行了表征。结果表明，Pd NPs比较均匀地分散在N-MCs表面。采用循环伏安法和计时电流法对Pd/N-MCs修饰的玻碳电极电催化甲酸氧化的性能进行了研究。结果表明，Pd/N-MCs具有比Pd/C更好的电催化甲酸氧化的活性和稳定性。同时，通过线性扫描伏安法研究表明，Pd/N-MCs和Pd/C电极电催化甲酸氧化都是扩散控制的，而相比于Pd/C，具有三维多孔结的Pd/N-MCs电极更有利于物质的扩散和传输。这表明，N-MCs是负载Pd NPs一种潜在的甲酸燃料电池载体。