碳材料因其性质稳定、来源广泛、环境友好等优点,在能源、光电、仿生等领域具有良好的前景。在纳米尺度上控制合成出特定形貌、结构及组成的碳基材料,对于其性能的改善及特效的衍生具有重要意义。掺杂型碳基材料由于其优异的理化性质,在燃料电池电极催化剂的应用方面显得尤为出色。本文通过缩合聚合或金属配位的方法,构筑了杂元素掺杂的聚合物交联自组装体,再经过高温热解制备了不同种类的掺杂型碳材料。实现了对掺杂型碳材料的结构、形貌、杂原子组成和含量的调控,以其为载体负载贵金属纳米粒子,分别研究了其在作为电催化剂或催化剂载体时所拥有的电化学性能。首先我们合成出了端基为邻苯二酚官能团的三臂单体TBC,依靠邻苯二酚基团与三价铁离子之间的配位作用制备出聚合物交联网络,高温煅烧时借助铁元素催化石墨化的作用得到了有序结构的铁负载、氮掺杂碳纳米材料(Fe/N/C)。Fe/N/C材料作为非贵金属催化剂具有丰富的孔结构、大比表面积以及氮、铁元素的掺杂,因而表现出良好的氧还原反应(ORR)催化性能、抗甲醇性及电化学稳定性。探究了不同铁源对于Fe/N/C材料结构、性能方面的影响,结果显示利用硫酸铁与氯化铁处理后得到的Fe/N/C材料显示出优于其它铁盐(硝酸铁、乙酰丙酮铁)处理后所得碳材料的电化学性能。本文还合成了端基为苯硼酸官能团的三臂单体TBB,借助TBC与TBB之间邻苯二酚基团与硼酸基团之间的缩合反应以及分子链之间的硼-氮配位作用,自组装形成了硼酸酯聚合物微球(BP)。进而向体系引入氯铂酸,利用氯铂酸根离子与邻苯二酚间的配位作用对硼酸酯微球进行了刻蚀,在微球表面留下孔洞的同时将Pt元素引入聚合物网络(BP-Pt),高温煅烧时Pt纳米粒子被还原出来并负载在碳材料上,最终形成了负载Pt纳米粒子的氮、硼共掺杂多孔碳纳米微球(NBC-Pt)。所合成出的NBC-Pt材料具有球形结构、均匀粒径Pt纳米粒子的负载以及氮、硼元素的掺杂,因此在作为贵金属催化剂催化ORR时展现出了良好的性能。此外,研究了不同Pt负载量对于所制备NBC-Pt材料形貌、结构以及性能方面的影响,结果显示NBC-Pt-2与NBC-Pt-3展现了最佳的电化学催化性能,与商业Pt/C催化剂相当。