当前人类消耗能源的速度越来越快，不仅造成了不可再生能源的供应紧张，还给环境带来了巨大的负担。近年来在寻找清洁的可再生能源方面人们作出了巨大的努力，新型能源不断问世，其中聚合物电解质膜燃料电池以其能在工作温度低，环保便携，启停灵活等特点而尤其受到重视。然而其中的电极催化剂特别是其中用来催化氧还原反应的阴极催化剂的制备需要用到大量的贵金属铂，为成本降低和推广应用制造了困难。人们通过种种方法试图降低电极成本，发展出了低铂甚至无铂的各种氧还原催化剂。　　经过多年的发展和经验积累，非贵金属催化剂的部分性能已经可以与商用铂炭催化剂媲美，而它最常用的组成就是金属-氮/碳体系。在这一体系中，人们往往用铁盐、氮掺杂的碳作为原料，通过模板等方法使产品具有较大的比表面积，再通过热解得到活性较好，性能稳定的ORR催化剂。使用了一水合1，10-菲啰啉与硫酸亚铁铵作为原料，为制备该种体系的高效催化剂进行了多个方面的研究。　　为了探索酸性条件下的高性能氧还原催化剂的合成方法，探究了热处理方式和模板结构对催化剂性能的影响。最终发现在850℃下进行两次热解是最佳的热解方案，而制备的介孔二氧化硅模板则能制得性能表现最好的催化剂。并且还通过多种测试分析了其中可能存在的原因。认为合适的温度能让高温处理的优势和劣势达到最佳的平衡，而合适的模板孔径大小和结构则对产物性能有重大影响。　　使用相同的热处理方法和模板材料来探究催化剂前体的合成方法对产物性能的影响。发展出的原位反应法通过真空、超声等方法帮助原料进入模板的孔隙中，再通过原位反应生成催化剂前体。发现这种方法相对于传统的溶液浸渍法和球磨法来说，能使催化剂前体在模板上更好地分布。它能提高孔隙利用率，且不会因为沉积造成孔径减小，产生不利于传质的微孔。而使用完全相同的原料和热解方法，可以发现传统使用较多的溶液浸渍法和球磨法的实验结果都差于发展起来的原位反应法。认为原位反应法可以让催化剂前体更加深入模板的孔隙中，获得性能更佳的催化剂。利用这种前体物质通过调整热处理的方法，合成了高性能的氧还原催化剂。通过电化学工作站对其性能进行测试发现其在酸性中的催化活性接近商品化的20％Pt/C催化剂，且在耐久性、抗甲醇性等方面大大超越了Pt/C催化剂，显示了良好的应用前景。　　为了对实验样品的组成和结构进行分析，使用了元素分析、X射线光电子能谱、拉曼光谱、X射线粉末衍射、氮气吸附/脱附测试仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术对样品进行观察，对其化学组成和表面结构有了一定的了解。