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近年来,化石燃料的存储告急和酸雨、雾霾、温室效应的日益加剧,研发新型的高能量密度、高能量转换率、清洁的燃料电池和高能量密度、高功率密度、高安全性、环保的锂离子电池成为当今世界科学家们的关注热点。对于燃料电池而言,无金属碳基催化剂制备简单、成本低而且无污染。而作为被美国能源部指定为第二代锂离子电池负极材料的尖晶石Li4Ti5O12,同样的,原料造价低,安全性高而且环保。基于此,本文研究了以下两个方面的内容:（1）通过简单易行的静电纺丝和高温退火制备了N,P共掺杂纳米碳纤维。首先我们将聚丙烯腈（PAN）、磷酸三苯酯（TPP）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）水浴搅拌得到溶液,之后通过静电纺丝制备了N,P共掺杂纳米碳纤维的前驱体,在Ar气氛中不同的温度（800℃、900℃、1000℃）下退火,得到N,P共掺杂碳纳米纤维（NPC NFs-x）。各项结构表征显示:NPC NFs-900在碱性条件下的ORR电催化性能最好,起始电位为0.93V与商业Pt/C（0.96V）极其相近,极限电流为4.6 mA cm-2,经历四电子反应历程,甲醇的耐受性也比商业Pt/C要好。这是因为比表面积较大,微介孔交互,因此暴露出更多活性位点,传质能力得到了增强。另一方面,N和P与C原子发生电荷极化作用,而且加上吡啶-N和P-C的协同作用,O2的吸附位点增多。（2）三乙醇胺浸泡尖晶石型Li4Ti5O12,之后高温热解得到碳包覆的Li4Ti5O12样品（LTO-1）。通过EDS和XPS联合表征,发现碳峰的出现,而且没有N峰出现,证明用此方法实现碳包覆是可行的。高温下Ti3+的出现和碳一定程度的石墨化,使锂离子电池性能有所提升。LTO-1具有很小的阻抗,首次放电容量达172.5mAh g-1,50次循环后保持在121.7 mAh g-1,大电流密度下的倍率性能也相对优良而且在1.52V处有一个很明显的充放电平台,增强了充放电过程中的安全性。