燃料电池是一种新型的清洁能源装置,其阴极发生氧还原反应（ORR）。ORR因速率较慢,成为了决定燃料电池整体效率的关键步骤。因此,开发ORR催化剂成为燃料电池研究的热点。目前,商用活性最好的ORR催化剂是贵金属铂基催化剂。但金属铂储量低、成本高,限制了其大规模应用。因此,开发非贵金属基ORR催化剂具有非常重要的意义。其中,含氮的碳材料,因其具有优良的ORR催化活性、较高的稳定性以及优异的抗甲醇毒化性能而吸引了人们的广泛关注。本论文以生物质为碳源制备功能化碳材料ORR催化剂,主要开展了以下三部分研究工作:（1）以蔗糖为碳源、三聚氰胺为氮源,通过水热合成和高温热解的方法制备了多孔氮掺杂的碳球催化剂（NCS）,并对三聚氰胺的用量及前驱体的碳化温度进行了考察;采用XRD、TEM、XPS等表征方法对所制备的催化剂进行了表征。ORR催化性能测试结果表明:在碱性介质中,N^0.1C^1.9S-900材料的催化活性最高,和商业Pt/C（20%）的活性相当。该催化剂表现出了比商业Pt/C（20%）更优良的抗甲醇毒化性能和稳定性。而且,该催化剂对ORR催化过程遵循直接4e^-途径。（2）以富氮的生物质蛋膜为碳、氮源,采用高温热解法制备了FeCo合金嵌入型FeCo@NC复合材料催化剂,采用XRD、TEM、XPS、Raman等技术对所制备的样品进行了表征。ORR催化活性测试结果表明:FeCo合金的嵌入能有效地提高碳材料的催化性能。所得催化剂表现出了优于商业Pt/C（20%）的催化活性。此外,所制备的复合材料还可用作超级电容器的负极电极材料。（3）以Fe₃O₄为核,外包天然高分子壳聚糖及其希夫碱Mn配合物制得前驱体。将所得前驱体在高温下热解,制得核-壳型催化剂（Fe₃O₄@NC-Mn）。ORR活性测试结果表明,在碱性溶液中,Fe₃O₄@NC-Mn催化剂催化ORR为直接4e^-途径。所得催化剂具有良好的电催化活性和稳定性及优于商业Pt/C的抗甲醇毒化性能。