燃料电池是一种洁净高效的能源利用形式，在新能源领域具有重要地位。开发可替代Pt的高效廉价的催化剂对燃料电池商品化应用意义重大。氮掺杂碳材料显示了优良的氧还原催化活性，尤其是具有成本低廉的突出优势，具有巨大的应用前景。　　本论文以甲烷、氢气和氮气为气源，采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)的方法制备了氮掺杂碳膜催化剂，掺杂氮源为氮气，并对其氧还原催化性能进行测试研究。　　通过扫描电子显微镜、拉曼光谱对氮掺杂碳膜表面形貌和组织结构进行分析，结果表明：随着N2流量的增加，碳膜的缺陷密度升高，表面粗糙度下降；随着负偏压的增大，碳膜的表面粗糙度大大提高；微波功率的增大有利于碳膜结晶度的提高；碳膜的结晶度随着反应气压的升高而升高，但当气压大于2kPa时，碳膜的结晶度开始下降；H2在60~90sccm的范围内氮掺杂碳膜的结晶度较佳，大于或小于这个范围，碳膜的非晶相成分反而升高；在100sccm的N2流量，80V的负偏压、650W的微波功率、2kPa的气压，60sccm的 H2流量，15sccm的CH4流量的工艺下沉积的氮掺杂碳膜氧的结晶较好。　　X射线光电子能谱分析说明氮在碳膜中是以石墨氮和吡啶氮的形式存在，并且石墨氮的含量要大于吡啶氮。通过循环伏安法，分析了氮掺杂碳膜的氧还原催化性能，结果表明：氮掺杂碳膜CV测试曲线出现了氧化还原峰位，而未掺氮的碳膜却没有；对于不同负偏压下的CV测试中得出，随着表面粗糙度的增加，还原峰的电流强度增大；而在不同功率、气压、氢气流量比下的CV测试表明，氮掺杂碳膜中非晶相和缺陷密度升高，CV测试曲线中还原峰峰位会发生右移。本论文研究表明氮掺杂碳膜具有良好的氧还原催化性能，与氮掺杂纳米材料如粉末状碳纳米管相比氮掺杂碳膜具有制备简单、无金属杂质以及连续薄膜材料形式的优点，在应用上有其特长。