质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有原料来源广、对环境危害小等众多优点,是最有希望代替化石燃料的一种可再生能源转换和储存装置。然而,PEMFC的阴极所发生的氧气还原反应（ORR）具有缓慢且十分复杂的动力学,极大地限制了PEMFC的工作效率。因此,研发高性能ORR催化材料是PEMFC未来发展的重点。根据文献报道,PtNi合金颗粒具有优异的ORR活性,但其存在稳定性差等问题,而多孔碳材料作为合金颗粒的载体不仅可以提高材料的稳定性,而且能够提高材料的催化活性。因此,本文使用三维（3D）有序大孔介孔掺杂碳作为载体负载PtNi合金颗粒,并研究了这些材料的ORR性能。主要工作内容如下:使用硬软双模板法制备了3D有序大孔介孔Co、N掺杂碳（Co-N-OMMC）、3D有序大孔介孔N掺杂碳（N-OMMC）和3D有序大孔介孔碳（OMMC）,以Si O2胶体晶体作为硬模板使材料产生大孔,F127作为软模板使材料产生介孔。此类多孔材料中互相连通的孔道结构具有较大的比表面积并有利于电荷传输,同时这种结构可以提高PtNi颗粒在载体上的分散性并减少它们的团聚,因此是优良的催化剂载体。以商业炭黑（XC-72R）、OMMC、N-OMMC和Co-N-OMMC为载体,通过一步水热还原法成功负载了PtNi合金纳米颗粒,得到PtNi/XC-72R、PtNi/OMMC、PtNi/N-OMMC和PtNi/Co-N-OMMC催化剂。其中,PtNi/Co-N-OMMC上PtNi合金纳米颗粒粒径约为6.1 nm,而PtNi/XC-72R的为8.3 nm。这可能是由于Co-N-OMMC载体上介孔的存在限制了合金颗粒的长大。电化学测试结果表明,PtNi/Co-N-OMMC具有最优的ORR活性和稳定性,其半波电位高达0.92 V,质量活度为0.72 A mg Pt-1,而比活度为1.17 m A cm-2。稳定性测试后,PtNi/Co-N-OMMC的半波电位仅衰减了0.7%,而质量活度和比活度分别衰减了16.7%和5.2%。在此基础上,以Co-N-OMMC为载体负载不同Pt-Ni比例的合金颗粒,制备得到Pt1.5Ni/Co-N-OMMC、PtNi/Co-N-OMMC和PtNi1.5/Co-N-OMMC催化剂。通过电化学测试发现,PtNi/Co-N-OMMC半波电位比Pt1.5Ni/Co-N-OMMC和PtNi1.5/Co-N-OMMC分别正移了40和50 m V,而且其质量活度和比活度皆优于Pt1.5Ni/Co-N-OMMC和PtNi1.5/Co-N-OMMC催化剂。