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近年来,直接肼燃料电池（Direct Hydrazine Fuel Cell,DHFC）正受到人们的广泛关注,主要是因为DHFC有如下优点:具有高的理论电动势（1.56 V）、高的能量密度(5.42Wh·g–1)、反应产物（N2和H2O）无污染,并且可在温和温度（40–80°C）操作,还可能利用现有加油站的基础设施储运燃料。相比于其它燃料电池,DHFC最为突出的特性就是可使用廉价的非贵金属作为电催化剂。DHFC的性能主要取决于电极催化剂,尤其是阳极催化剂,历经数十年发展,研究发现:Ni基二元及三元阳极催化剂的性能远优于其他单金属催化剂。尽管这些阳极催化剂的研制已经取得了显著的进展,但仍有较大的提升空间。本文围绕DHFC阳极催化剂的制备及其电催化性能开展了研究,制备出Ni–Zn和Pd–Ni二元阳极催化剂,对催化剂的结构和性能关系进行了研究。研制的催化剂对肼电氧化反应展示了优异的催化性能和操作稳定性,研究结果为DHFC的实际应用奠定了实验和理论基础。本论文主要研究内容如下:1.以泡沫镍为载体,采用电沉积法和电化学刻蚀法制备出负载型Ni–Zn合金催化剂。该催化剂具有开孔的三维纳米片层结构和良好的附着力,对肼催化具有优异的电催化活性和良好的耐久性。例如,在30°C,其催化碱性肼水溶液,起始电位为-0.15 V,在+0.40 V电位（相对于可逆氢电极）时,电流密度达到300 mA·cm–2。采用XRD、SEM和XPS研究了催化剂的物相组成、表面形貌和组成元素的化合价态,解析了催化剂具有优异电化学性能的原因。其性能提高的原因可归结为以下两点:（1）电化学刻蚀Zn,造成催化剂具有开孔的三维纳米片层结构,提高了催化剂的电化学比表面积,增加了催化剂活性位数量;（2）Ni–Zn合金催化剂中Zn调变了活性相Ni的电子结构,提高了催化剂的本征活性。2.依次采用电沉积、电化学刻蚀和置换镀,在泡沫镍表面成功制备出Pd改性具有纳米管状结构的镍基催化剂,该催化剂对肼电催化具有优异的活性和良好的循环稳定性。例如,30°C,在+0.60 V电位（相对于可逆氢电极）,其催化碱性肼水溶液,电流密度可达到760 mA·cm-2。采用XRD、SEM、TEM和XPS研究了催化剂的物相组成、表面形貌、微观结构和组成元素的化合价态,该阳极催化性能优异主要归功于其多孔结构和采用了少量贵金属Pd,进而提高了催化剂活性位数量和本征活性。