电催化剂是直接甲醇燃料电池(DMFC)的关键材料之一，其催化活性、稳定性及制备成本对DMFC的商业化至关重要。本论文采用现代谱学显微技术和电化学方法研究了Pt基双组元电催化剂和低贵金属载量电催化剂，结合密度泛函理论(DFT)计算探讨了电催化剂的催化机理，主要结果如下:　　 采用乙二醇还原法制备了金属粒子粒径为3～5nm的PtNi/C和PtPb/C双组元电催化剂。与商品Pt/C电催化剂相比，二者对甲醇氧化反应(MOR)的催化活性均明显提高，后者对MOR的起始氧化电位负移约50～70mV，以Pt3Ni1/C为阳极催化剂的DMFC单体电池最大功率密度提高了约46％。　　 借助DFT计算研究了CO和OH在Pt及PtNi、PtPb双组元团簇上的吸附行为，结果表明:Ni和Pb原子通过向Pt原子转移部分电子而增加了Pt的d电子密度，降低了Pt表面的CO吸附能，此外，Ni能提供适量的OH物种，促进了CO的氧化脱除，Pb的加入增大了Pt原子间的距离，使桥位和空位吸附的CO明显减少，提高了Pt的抗中毒能力。　　 通过pd2+与Ni、NiM(M为Co、Fe或Cu)纳米粒子之间的化学置换反应制备了表面富Pd的电催化剂，其中Pd/Ni和Pd/NiCu对氧还原反应(ORR)的比质量活性分别达到商品Pd/C电催化剂的1.9和1.2倍。　　 采用欠电位沉积和化学置换法制备了表面富Pt的Pt/PdCo/C电催化剂，与商品Pt/C相比，该电催化剂中Pt的载量降低了69％，对ORR的比质量活性为商品Pt/C的2.8倍。在PdCo/C和Pt层之间引入Au层后，电催化剂的稳定性得到明显提高。