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由于能源危机的不断加深以及化石燃料对环境污染的日益加剧,发展新型能量转换与存储装置已经成为研究的热点。环保和可再生能源技术,如燃料电池,水裂解,很有希望能解决当前的能源和环境问题。氧气还原反应（ORR）和氧气析出反应（OER）对可再生能源转换和存储技术的进步是至关重要的。然而,无论是氧还原反应还是氧析出反应,都需要催化剂来提升反应速率。目前,ORR常用的催化剂是Pt基催化剂,OER常用的催化剂是RuO2和IrO2,但由于这些贵金属存在储存量低、价格昂贵、且稳定性差等缺点,其商业化应用受到了限制。因此,探究既价格低廉同时又具有高催化活性的非贵金属催化剂是十分有意义的。在此,本文分别制备了三种杂原子掺杂的多孔碳材料作为优异的催化剂。制备方法如下:（1）利用水热反应和高温煅烧等方法,制备得到一种新型的复合材料（FeNi3@NC-1000）作为在碱性介质中高效的氧还原和析氧双功能的电催化剂。在0.1M的KOH碱性介质中,FeNi3@NC-1000具有较正的氧还原起始电位为0.90 V,半波电位为0.78 V,极限电流秘密度为6.3 mA cm-2。在1M的KOH碱性介质中,在10 mA cm-2时FeNi3@NC-1000具有比RuO2更小的过电位。稳定性测试和抗甲醇测试也说明FeNi3@NC-1000具有很好的稳定性和甲醇耐受性;（2）通过常用的搅拌和老化方法制备典型的ZIF-67,并且合成过程中加入适量硫脲,从而合成硫氮双掺的复合物（ZIF-S-800）作为在碱性介质中高效的氧还原电催化剂,不仅在碱性介质中具有优异的ORR催化活性,其起始电位为0.92 V,半波电位为0.84 V,极限电流密度为4.82 mA cm-2,而且具有良好的耐久性和抗甲醇性;（3）以乙醇作为溶剂,通过简单的溶剂热方法合成Co纳米线。在0-8°C冰水浴条件下,以三氯化铁作为氧化剂,加入盐酸形成酸性环境,将Co纳米线和吡咯聚合在一起。最后高温热解形成最终的产物氮掺杂的多孔碳负载CoFe纳米粒子（CoFe@NC-800）催化剂。CoFe@NC-800无论是在碱性条件下还是酸性条件下都具有很好的ORR催化性能,在碱性溶液中ORR起始电位为0.96 V,在酸性溶液中ORR起始电位为0.8V。首先利用X射线衍射（XRD）和拉曼光谱（RS）对物质的组成和结构进行分析。再分别运用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、氮气吸附脱附测试等测试技术对催化剂的形貌和组成进行了表征。最后运用CV、LSV、RRDE、i-t等电化学测试技术对催化剂进行电化学测试,证明我们所制备的这三种催化剂都具有很好的催化活性,优异的稳定性和耐久性。