随着社会发展对能源需求不断加大,化石燃料逐渐走向枯竭,开发清洁可再生的新能源变成了每个国家发展过程中不可避免的问题。葡萄糖是自然界中分布最广的单糖,具有可再生、易储存、无毒性、价格低廉等优点,是一种备受关注的新型能量来源。常温条件下从从葡萄糖中直接获取电能是当前能源与环境领域的研究热点之一,但目前遇到催化剂昂贵、能量利用率低等发展瓶颈。在众多非贵金属催化剂中,杂多酸和尖晶石型催化剂因价格低廉、性能优异近年来受到关注,但目前还没有将其应用到葡萄糖电化学氧化的报道,也缺乏相关的机理研究。本文首先分别将3种不同的杂多酸（磷钨酸,硅钨酸,磷钼酸）掺杂在活性炭中辊压到泡沫镍表面制成阳极并对其进行电化学表征,证明磷钨酸对葡萄糖具有催化氧化能力,然后在磷钨酸中分别以加入钴盐、铁盐、镍盐的方式引入路易斯酸。其中LSV、EIS、Tafel测试结果均表明磷钨酸中添加Co²⁺(Co-PW₁₂)对应的阳极性能最好,在室温下装备该阳极的燃料电池的最大功率密度达到35.78W m^-2,是空白阳极性能的1.64倍。在50℃下,其最大功率密度可以达到48.37W m^-2。Co-PW₁₂修饰阳极对葡萄糖的高电催化活性归因于两个氧化还原电对Co²⁺/Co³⁺和[（PW）₁₂]_Ox/[（PW）₁₂]_Re之间的协同作用,[（PW）₁₂]_Ox捕获电子能力强,能直接催化葡萄糖的氧化,生成的[（PW）₁₂]_Re通过将电子转移到外电路重新生成[（PW）₁₂]_Ox,Co²⁺能为[（PW）₁₂]_Ox提供电子,形成具有催化和电化学活性的Co³⁺,从而促进葡萄糖氧化速率,加速电子向外部电路的转移。此外,Co-PW₁₂的固定化使得催化剂能够长时间使用,降低成本,并避免不利的环境影响。然后,使用溶剂热法制备了FeCo₂O₄催化剂颗粒,并使用XRD、XPS和SEM等手段对产物进行了表征。表征结果表明,制得的催化剂为具有尖晶石结构的具有多孔结构的“马卡龙状”形貌的FeCo₂O₄。将其掺杂在活性炭中制成阳极,能显著提高活性炭阳极催化氧化葡萄糖的能力,且最优掺杂量为活性炭质量分数的2%。在室温下装备该阳极的燃料电池最大功率密度为35.91 W m^-2,是对照阳极性能的1.51倍。FeCo₂O₄催化剂提高阳极性能的机理是,在碱性环境下FeCo₂O₄表面形成Fe²⁺/Fe³⁺和Co²⁺/Co³⁺氧化还原电对,促进葡萄糖与集电体间的电子转移,提高了葡萄糖氧化速度。本文通过成本低、简单易操作的方法制备了在碱性环境下高效催化葡萄糖氧化的两种催化剂,并初步研究了两种催化剂促进葡萄糖电化学氧化的机理,为葡萄糖燃料电池的进一步推广和应用提供了理论支撑。