金属空气燃料电池是非常有前景的动力源，它不经过卡诺循环直接把化学能转化为电能，它的理论电压高、比能量高、成本低、与环境相容性好，因此受到极大的关注。在金属空气电池中，阴极上的催化剂起到催化氧还原反应作用，是影响电池性能的关键因素。由于简单的单体卟啉类催化剂催化活性相对较低，稳定性差，在此基础上，我们用新工艺设计并合成了金属聚合卟啉类催化剂（PTPPM/C）。用红外光谱和紫外光谱表征了金属聚合卟啉的结构，结果表明，所合成的产物为目标化合物。用差热分析（TG）联合紫外光谱，对聚合卟啉的热稳定性进行研究。结果显示，金属聚合卟啉在600℃以下并不分解，具有良好的热稳定性。将PTPPM固载到活性炭表面得到PTPPM/C催化剂，用旋转圆盘电极（RDE）和电化学工作站探究催化剂的最佳制备工艺条件，结果表明两类催化剂（PTPPPt/C，PTPPPd/C）的最佳制备参数相同：活化温度600℃，MN4载量6wt%。最佳制备参数下得到的PTPPPt/C和PTPPPd/C催化剂在氧气饱和的0.5mol/L的H2SO4溶液中，其初始还原电位分别为0.85，0.84Vvs.RHE，转移电子数分别为3.85和3.83。用TEM、XRD和XPS对催化剂表面形貌状态，微观结构和催化剂组成价态做了研究。测试结果显示，当金属聚合卟啉催化剂在600℃均匀负载到活性碳的表面，催化剂为无定形结构，催化活性中心为在卟啉环中的金属离子。金属空气电池阴极催化层中催化剂活性中心MN4为1mg/cm2。分别对空气电极和金属空气电池进行研究。从电流-电位曲线和功率曲线可以得出：PTPPM/C催化剂是一种高性能的金属空气电池阴极催化剂，其性能与Pt/C催化剂较接近。恒电流不间断放电电池稳定性测试表明，连续500min放电，金属空气电池性能几乎不衰减，说明PTPPM/C催化剂催化的金属空气电池具有稳定的放电性能。