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近年来,燃料电池作为新能源体系的代表,由于其安全性、绿色型、高效性、燃料多样性等特点,发展迅速,备受关注。在几类燃料电池中,质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cells,PEMFC）具有功率密度高、低温运行、启动快等优点,在电动汽车、便携式电源设备等领域具有非常广阔的应用前景。现如今不少质子交换膜燃料电池都采用贵金属铂来做催化剂。然而,由于贵金属铂价格昂贵,在地壳中含量较少,使得开发和应用的成本变高,造成了质子交换膜燃料电池的研究与应用一直停滞不前的局面。此外,Pt基催化剂在阴极处的缓慢动力学以及较差的抗中毒能力,已经无法满足商业化的要求。因此,开发低成本的高效性能铂基催化剂,是使得PEMFC在市场中极具竞争力的根本途径。在多种制备Pt基催化剂的方法中,经研究证明,在贵金属Pt中引入过渡金属来制备二元或多元Pt基催化剂,被认为是促进氧还原反应性能提升的有效策略。本文采用不同的方法成功制备了三维花状H-PtNi合金催化剂和豆荚状Ni@Pt/C纳米材料,并采用一系列的测试手段对其进行了形貌结构以及成分的表征分析。此外,我们对H-PtNi合金催化剂的氧还原反应电催化性能进行了评估。研究结果表明,三维花状H-PtNi合金展现出优异的氧还原电催化性能。（1）首先,我们通过简单的一步水热法合成三维花状H-PtNi合金纳米晶体,PtNi-1以及PtNi-2合金。通过扫描电子显微镜和高倍透射显微镜显示,H-PtNi展现出高度开放的多级结构（三维和二维结构）。H-PtNi合金由大量的纳米片扎成,每一片纳米片又由丰富的三角锥状纳米锥组成,含有大量的高指数晶面。这些大量的高指数晶面和高度开放的多级结构,对于提高电催化活性起主要作用。因此,与PtNi-1,PtNi-2和Pt/C催化剂相比,所制备的H-PtNi合金催化剂表现出显著提升的氧还原催化性能。三维花状H-PtNi纳米晶体的质量活性达到1.76A mg-1,和商业化Pt/C催化剂相比,其性能提高了近11.7倍。同时,该材料在经历过20000次电化学循环后,仍然表现出很好的稳定性。我们对循环稳定性测试后的样品进行表征,发现H-PtNi纳米晶体几乎没有明显的聚集,并且H-PtNi的三维花状形态基本保持不变,说明这种催化剂的结构十分稳定。该工作中提出的方法可以为促进氧还原性能的提升提供一些指导,并且具有高指数晶面的三维花状H-PtNi合金纳米晶体具有很大的潜力,成为质子交换膜燃料电池的有效阴极催化剂。（2）我们采用水热法和高温固相法制备出豆荚状的Ni@Pt/C纳米材料。在该项工作中,我们首先通过水热法合成前驱物Ni（OH）2纳米线,然后加入葡萄糖溶液进行水热反应引入碳源,接着进行高温煅烧,合成豆荚状的Ni/C物质,再放入氯铂酸中浸泡,干燥后进行低温煅烧,就可以得到我们的最终产物Ni@Pt/C纳米材料。我们主要采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜及X射线衍射等表征手段对其形貌、成分进行表征。通过XRD和ICP的分析可知,Ni@Pt/C催化剂中贵金属Pt含量远远低于金属Ni的含量,这大大降低了贵金属Pt的使用,可以节约成本,提高经济效应,因此非常有希望替代Pt/C催化剂的使用。此外,由SEM、TEM图像可知,本实验中成功地制备了大规模的Ni@Pt/C材料,都是大小均匀的豆荚状结构。活性物质Ni@Pt颗粒被均匀地包覆在石墨化碳膜里面,由于碳膜的包覆作用,可以对催化剂中的活性颗粒起到一个保护作用,可以避免它在长时间的电催化测试中发生脱落或者进行团聚的现象,因此这对于ORR活性和稳定性的提升具有重大的作用。