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燃料电池广泛使用铂基催化剂，铂催化剂的电催化性能取决于铂纳米粒子大小、形貌、分散性以及铂催化剂载体。载体对催化剂的整体性能有着巨大的影响，催化剂载体不仅可以加大贵金属或者非贵金属催化剂的分散度，防止催化剂的团聚，提高催化剂的稳定性，还可以通过与催化剂的相互作用来提高催化剂的催化活性。因此，对催化剂载体的研究备受关注。传统铂催化剂炭黑载体表面与Pt纳米粒子的结合力较弱，导致Pt纳米粒子易于在表面迁移、团聚，甚至脱落。可以使用两种方法解决传统炭黑载体的不足，第一，使用新型非炭黑材料;第二，对传统碳载体改性，利用载体功能化提高催化剂的催化性能。 本论文制备了具有氧缺陷的灰黑色TiO2(H-TiO2)，以它为载体负载铂纳米粒子，考察其对甲醇电氧化的催化性质。另外，还探索采用富含N元素的廉价FeNxC非铂催化剂作为载体负载铂纳米粒子，制成复合催化剂，研究其对氧还原(ORR)催化性能。此外，采用电化学和化学还原法，合成出不同形貌的Cu纳米粒子。主要研究内容和结论分为以下三个部分: (1)以四氯化钛为前驱体，采用水热法合成白色TiO2纳米棒，在纯H2气氛，高温热处理制得具有氧缺陷和Ti3+填隙原子的灰黑色二氧化钛(H-TiO2)纳米棒。将1.9 nm大小的Pt纳米粒子负载于此两种二氧化钛纳米棒上，制得Pt/TiO2和Pt/H-TiO2催化剂。电化学测试表明H-TiO2载体能够增强氧在Pt表面的吸脱附能力，从而提高其甲醇电催化氧化活性:Pt/H-TiO2电极甲醇氧化峰电流密度为Pt/TiO2电极的1.6倍、为Pt/C电极的2.1倍。 (2)利用本实验室制备的以聚苯二胺、FeCl3和J600炭黑为前驱体，经过高温热处理制得的FeNxC（一种非铂催化剂）为载体，负载Pt纳米粒子，制得Pt/FeNxC复合催化剂。XPS测试表明Pt/FeNxC上的Pt4f谱峰结合能增加，d电子能带重心下移。电化学测试表明，在0.85 V处，Pt/FeNxC的ORR活性是Pt/KJ600的2.3倍。这与归结于d电子能带重心下移，降低氧的吸附强度，从而提高ORR性能。 (3)采用多步电位阶跃法，改变沉积电位和溶液组成，控制铜纳米粒子的速度生长，在玻碳电极基底上制备了铜纳米花、铜拉长十面体、二十面体、立方八面体和立方体等。