高分子电解质膜燃料电池近年来被人们广泛研究,作为绿色、便携式电子设备的能源装置,其潜力巨大。贵金属作为催化剂而导致的昂贵价格是阻碍质子交换膜燃料电池发展的主要原因之一。直接甲酸燃料电池因其具有无毒、较高的理论开路电压、燃料渗透率低等优点引起了越来越多研究者的兴趣。在直接甲酸燃料电池体系中,相比于Pt催化剂,Pd基催化剂因价格低廉、催化效率高等优点被广泛使用,然而Pd催化剂的活性和稳定性仍然还有很大的提升空间。在负载型的催化剂中,催化剂与载体共同影响着催化剂的活性及稳定性。本论文从催化剂载体入手,对提高直接甲酸燃料电池阳极Pd基催化剂的活性和稳定性的方法进行了研究。具体内容如下:使用不同浓度的对苯醌（C₆H₄O₂）溶液修饰碳载体,然后用液相还原法合成了碳载Pd催化剂。电化学测试结果表明,对苯醌修饰后制备的催化剂与未经修饰制备的Pd/C催化剂相比,对甲酸氧化的电催化活性和稳定性均有明显提高,不同浓度的对苯醌修饰对催化剂活性的影响也不同,其中对苯醌浓度为3mmol L^-1时性能最好（对应催化剂为Pd/C-3）。循环伏安（CV）和CO溶出测试结果显示,催化剂对甲酸氧化的峰电流密度顺序为Pd/C-3>Pd/C-2>Pd/C-4>Pd/C,与催化剂的电化学活性比表面积（ECSA）顺序相同。Pd/C-3催化剂的氧化峰电流密度为0.936 A mg_Pd^-1是Pd/C催化剂(0.312 A mg_Pd^-1)的3倍。Pd/C-3催化剂的电化学活性比表面积为81.13 m² g^-1,是Pd/C催化剂52.60m² g^-1的1.56倍,说明Pd/C-3催化剂具有更多的催化活性位点,提高了Pd金属的利用率。换算为比活性后Pd/C-3催化剂的氧化峰电流密度仍有Pd/C催化剂的2倍。CA测试结果表明,随着时间的进行,经修饰过的催化剂与Pd/C催化剂的电流保持率差距也越来越大,到3600 s时Pd/C-3催化剂的电流保持率为7.5%（10 s时电流密度为初始电流密度）,是Pd/C催化剂0.8%的9倍。为了进一步研究对苯醌的修饰对Pd催化剂性能提升的原因及机理,用液相还原法制备了最佳对苯醌浓度条件下的催化剂Pd/C-3,用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）和透射电镜（TEM）对载体及催化剂进行了表征,分析结果表明,对苯醌的修饰增加了碳载体表面的氧含量,主要改变了载体表面不同含氧官能团的比例:C-OH,C-O-C含量增加而C=O及COO的含降低。这种改变有利于Pd金属粒子在载体表面的沉积,增加了载体的抗腐蚀能力,有效提高了催化剂的稳定性,使Pd（100）面更多的暴露出来,对甲酸的电氧化催化有促进作用。以氟化铵为氟源用简单的高温热解法制备了含氟的碳载体（C-F）,然后用液相还原法制备了Pd/C-F催化剂,研究了Pd/C-F催化剂对催化甲酸的电氧化催化性能。电化学测试结果表明,C-F为载体的催化剂对甲酸的电催化活性及稳定性皆高于传统的VulcanXC-72碳载体催化剂,Pd/C-F催化剂对甲酸电催化峰电流密度达0.86 A mg_Pd^-1,是Pd/C催化剂(0.31 A mg_Pd^-1)的2.8倍;Pd/C-F和Pd/C催化剂在0.1 V的测试条件下,3600 s时Pd/C-F和Pd/C催化剂对甲酸电催化氧化的电流密度保持率分别为24.70%、0.85%（10 s时电流密度为初始电流密度）,稳定性也增加。TEM结果表明两种催化剂上的Pd纳米粒子都较均匀分布在载体表面,催化剂Pd/C-F上的Pd纳米粒子分布更为均匀且粒径也更小。XPS分析结果显示C-F中F与C之间主要以半离子键形式结合,这种结合方式使碳原子产生更大的极化从而有利于Pd在载体上的分散。CO溶出实验显示Pd/C-F催化剂的电化学活性面积（ECSA）为109.8 m²g^-1,远高于Pd/C的52.6 m²g^-1,且CO氧化峰电位负移42 mV,更容易氧化毒性中间产物CO。实验结果表明,与传统的Vulcan XC-72载体相比,氟掺杂的碳载体C-F负载的Pd催化剂更有利于酸性条件下的甲酸氧化。