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本论文以介孔材料作为低温(<100℃)燃料电池，包括质子交换膜燃料电池(PEMFCs)和直接甲醇燃料电池(DMFCs)的电极催化剂或催化剂载体为出发点，通过硬模板复制法或改性的硬模板复制法制备了高比表面积的介孔基氧化物、介孔基碳化物电催化剂和石墨化介孔碳催化剂载体材料，并研究了这些介孔基复合物催化剂的电化学催化性能。
采用简单的硬模板复制法制备了高比表面积、结晶良好的金属氧化物，包括具有特殊电化学性能的介孔WO3和介孔水合氧化钌(RuOxHy)。提出了一种不含Pt的非贵金属催化剂，即介孔WO3和介孔WO3/C复合物电催化剂，其中介孔WO3/C复合物用作PEMFCs的阳极催化剂时，单电池表现出明显的电流密度和电池功率输出。并以介孔WO3为载体负载Pt制备了非碳载体的介孔Pt/WO3复合物催化剂，由于WO3与Pt之间的共催化作用，使得该介孔Pt/WO3复合物催化剂较相同Pt含量的商用催化剂20wt％Pt/C(E-TEK)具有更高的甲醇电氧化催化活性和抗CO“中毒”性能，并具有与商用催化剂20wt％PtRu/C(E-TEK)相比拟的甲醇电氧化催化活性。细致地讨论了混合气氛(CO/O2)处理对介孔RuOxHy及3wt％Pt/RuOxHy复合物的电催化性能的影响，发现气氛处理后的RuOxHy及其复合物的电催化性能明显提高。研究了该介孔RuOxHy作为催化剂载体负载Pt后的甲醇电氧化催化活性。
采用简单的一步纳米浇注法，以矿物沥青为碳源、以AlSBA-15为硬模板在800℃下制备出了具有有序二维六方(p6mm)介孔结构和高比表面积(585m2·g-1)的石墨化介孔碳(GMC)；以该石墨化介孔碳作为载体，负载PtCo合金纳米粒子后所得到的介孔复合物催化剂20wt％PtCo(1:1，原子比)GMC具有2～3倍于20wt％Pt/C(E-TEK)的甲醇电氧化催化活性；负载Pt和金属氧化物SnO2后的介孔结构20wt％PtSnO2(1:1，质量比)/GMC复合物催化剂在保持高的甲醇电氧化催化活性的同时，降低了Pt的用量。
采用外加压辅助的硬模板复制制备了结晶良好的高比表面积介孔WC(138m2·g-1)材料，研究了以该介孔WC作为载体负载Pt纳米粒子后，所获得介孔复合物Pt/WC催化剂对甲醇的电氧化催化活性。初步的研究结果表明，该介孔Pt/WC复合物催化剂在作为电池的阴极催化剂时，也表现出高的氧电化学还原催化活性，该工作有待于进一步研究。另外，笔者还发现所制备的介孔WC材料在氨气的分解和乙烯的催化加氢反应中都表现出高的催化活性和稳定性，二者在介孔WC上的完全反应的温度分别为500℃和250℃，证明该材料在气相催化中也具有良好的应用前景。