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本文合成了三个具有空间位阻取代基的钴咔咯配合物(Ar)3CorCo(PPh3)，其中Cor是指咔咯大环的三价阴离子，Ar是指咔咯大环上三个meso位上的取代基，2-ClPh(1),2,6-diClPh(2)和2,6-diFPh(3)，利用紫外-可见光谱、核磁共振波谱、质谱对三个化合物进行了表征，研究了它们的电化学性质。对化合物1和3进行了晶体结构的分析。利用旋转圆盘电极对钴咔咯配合物在1.0 M高氯酸溶液中用作氧气还原催化剂的性能进行了测定，并讨论了取代基对配合物的光谱和电化学性质以及催化性能的影响。另外，本文还研究了在酸性条件下咔咯钴功能化的氧化石墨烯对氧气还原的催化性质。具体的研究工作如下所述。 1．首先合成了三种无金属的咔咯化合物，然后在甲醇溶剂中使它们与醋酸钴和三苯基膦进行反应，最后采用柱层析方法分离得到了相应的三种钴咔咯配合物。在二氯甲烷(DCM)溶剂中测定了这三种钴咔咯配合物的紫外-可见光谱，在氘代丙酮或氘代氯仿中测定了核磁共振氢谱，同时对配合物进行了质谱分析，并且对(2-ClPh)3CorCo(PPh3)1和(2,6-diFPh)3CorCo(PPh3)3的晶体结构进行了分析。 2．利用循环伏安法对三种钴咔咯配合物在含有0.1 M四丁基高氯酸胺(TBAP)的 DCM、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或吡啶(py)中的氧化还原电位进行了测定。在DCM溶剂中，每种钴咔咯配合物可以观察到两级还原反应和三级氧化反应；在DMF溶剂中，每种钴咔咯配合物只有两级还原反应和两级氧化反应；而在吡啶中，每种配合物均只能观察到两级还原反应和一级氧化反应。实验结果表明，这些配合物在非水溶剂中的氧化还原反应均是单电子转移过程。 3．对合成的每种钴咔咯配合物进行了光谱电化学测定。在含有0.1 M四丁基高氯酸胺(TBAP)的DCM溶剂中，分别在-0.80和-1.90 V电位下对配合物进行了控制电位还原，并且在0.80和1.30 V电位下进行了控制电位氧化，通过分析配合物在不同氧化态时的紫外-可见光谱，对氧化还原反应机理进行了探讨。 4．研究了三种钴咔咯配合物在1.0 M高氯酸溶液中作为氧气还原催化剂的性能。利用旋转盘电极(RDE)和旋转环盘电极(RRDE)技术，在空气饱和的酸性溶液中对配合物的催化性质进行循环伏安和线性扫描伏安测定。结果表明，每种钴咔咯配合物对氧气都具有一定的催化效果。通过Koutecky?Levich曲线方程计算 了在 RDE上氧气还原过程中的的转移电子数以及生成的产物中过氧化氢的含量。结果表明，利用钴咔咯配合物作为催化剂，氧气的催化还原过程均为两电子过程，生成的产物完全是过氧化氢。 5．在0.5 M硫酸溶液中分别对钴咔咯、氧化石墨烯及其它们通过共价键连接形成的钴咔咯-氧化石墨烯用作氧气还原催化剂的性能进行了测定，并通过Koutecky?Levich曲线方程计算了这些催化剂在还原过程中的转移电子数。结果表明，无论使用哪一种催化剂，氧气的催化还原过程均为两电子过程，还原产物都是过氧化氢。因此可以说，在酸性溶液中钴咔咯功能化的氧化石墨烯并不能有效地提高氧气还原的催化效果。了在 RDE上氧气还原过程中的的转移电子数以及生成的产物中过氧化氢的含量。结果表明，利用钴咔咯配合物作为催化剂，氧气的催化还原过程均为两电子过程，生成的产物完全是过氧化氢。 5．在0.5 M硫酸溶液中分别对钴咔咯、氧化石墨烯及其它们通过共价键连接形成的钴咔咯-氧化石墨烯用作氧气还原催化剂的性能进行了测定，并通过Koutecky?Levich曲线方程计算了这些催化剂在还原过程中的转移电子数。结果表明，无论使用哪一种催化剂，氧气的催化还原过程均为两电子过程，还原产物都是过氧化氢。因此可以说，在酸性溶液中钴咔咯功能化的氧化石墨烯并不能有效地提高氧气还原的催化效果。