燃料电池是一种污染低、功率密度和能源转换效率高的新型能源转换和储存器件。针对燃料电池阴极氧还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）动力学缓慢的问题,本论文制备并探究掺杂石墨烯负载过渡金属氧化物纳米复合材料的电催化性能,系统研究了石墨烯载体中掺杂原子种类对Ag-MnFe₂O₄纳米颗粒结构稳定性和电催化性能的影响。采用煅烧退火的方法分别合成氮掺杂石墨烯（NG）、硫掺杂石墨烯（SG）和氮硫双掺杂石墨烯（NSG）。通过对比分析发现,掺杂原子的种类对ORR电催化性能具有很大影响。其中,NG具有最佳ORR电催化性能。此外,氮源（三聚氰胺）的用量对NG的电催化性能至关重要。采用溶剂热法制备了Ag-MnFe₂O₄异质纳米颗粒,并将其负载在掺杂石墨烯上。实验结果表明,Ag-MnFe₂O₄负载到NSG上之后保持其最初的异质结构,而负载在SG和NG上会呈现不同程度的Ag粒子损失。随后发现,Ag-MnFe₂O₄/NSG中异质纳米颗粒的结构稳定性得到增强,载体和颗粒之间的结合能也明显提高,结果Ag-MnFe₂O₄/NSG的ORR和OER电催化性能都明显优于Ag-MnFe₂O₄/NG和Ag-MnFe₂O₄/SG。Koutecky-Levich曲线证实Ag-MnFe₂O₄/NSG的ORR催化反应以4电子转移过程为主。此外,与商业Pt/C相比,Ag-MnFe₂O₄/NSG具有优异的OER性能、稳定性和耐甲醇性,是一种性能优异的双功能非铂催化剂。采用煅烧退火的方法制备了磷掺杂石墨烯（PG）、氮磷双掺杂石墨烯（NPG）、硫磷双掺杂石墨烯（SPG）和氮硫磷三掺杂石墨烯（NSPG）载体,负载Ag-MnFe₂O₄异质纳米颗粒,得到Ag-MnFe₂O₄/NPG、Ag-MnFe₂O₄/SPG和Ag-MnFe₂O₄/NSPG。实验结果表明,煅烧温度会影响PG的ORR催化性能,并且NSPG和Ag-MnFe₂O₄之间的协同作用提高了纳米复合材料的电催化性能。最终,Ag-MnFe₂O₄/NSPG的电催化性能优于Ag-MnFe₂O₄/NPG和Ag-MnFe₂O₄/SPG。与商业Pt/C相比,Ag-MnFe₂O₄/NSPG具有优异的OER性能、稳定性和耐甲醇性。