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Pt/C催化剂是质子交换膜燃料电池的常见催化剂,但因载体与Pt间低结合力产生的低稳定性及贵金属Pt引起的高成本问题直接影响了燃料电池的商业化进程。因此本文采用理论与实验结合的方式,探寻可替代炭黑载体的钛化物,以及采用制备低Pt催化剂PtNi/C进行研究,为寻找增强催化剂电化学性能的设计提供根据。载体TiN、TiC增强Pt催化剂纳米粒子的锚定作用的研究。针对因炭载体与Pt纳米粒子间的弱相互作用引起的催化剂稳定性较差问题,本论文使用可替代碳材料的载体TiN、TiC与氯铂酸在乙二醇还原作用下,制备了不同Pt含量的Pt/TiN和Pt/TiC催化剂,经加速老化试验发现电化学活性表面积（ECSA）分别下降了22%、12%,而20%Pt/C下降了57%。同时,TEM电镜图显示,Pt/TiN、Pt/TiC催化剂经老化试验后,Pt纳米颗粒在TiN、TiC载体上晶粒大小基本不变。Pt/TiN质量活性:0.141 A/mg降为0.105 A/mg,比活性:0.273 mA/cm2降为0.260 mA/cm2;Pt/TiC质量活性:0.085A/mg降为0.072 A/mg,比活性:0.130 mA/cm2降为0.127 mA/cm2。使用载体TiN、TiC为载体时促进了Pt纳米粒子稳定性。在此实验结果的基础上,使用密度泛函方法从理论角度研究了TiN、TiC载体对Pt催化剂稳定性的影响。将Pt13分别在TiN、TiC、石墨烯上进行构型的优化,计算了Pt簇的几何构型的变化,载体的几何构型的变化、Pt13的成键能,单个Pt原子平均成键能力。结果发现:Pt与TiN及TiC载体成键时,变形作用较小,成键能和单个Pt原子的平均成键能较大,说明TiN和TiC都具有锚定Pt纳米粒子的作用,Pt簇更好的保持了较好的结构。其次金属Pt原子与载体之间的强相互作用主要是TiN中的Ti-3d轨道、N-2p轨道,TiC中C-2p轨道与Pt-3d轨道的能量匹配,重叠性较好。在Pt/TiN催化剂中,Pt原子与TiN载体间形成了Ti-Pt、N-Pt键提供这种强相互作用,但是与TiC载体中仅仅存在C-Pt键。低Pt含量催化剂PtNi/C的性能研究。以N,N-二甲基甲酰胺为还原剂还原Pt（acac）2和Ni（acac）2获得性能优良的PtNi/C催化剂。实验结果表明:当催化剂Pt、Ni合金比例为1:1时,制备的PtNi/C催化剂性能最佳。电化学线性扫描结果显示PtNi/C催化剂的半波电位为0.88 V,较20%Pt/C商业催化剂（0.84 V）正移40 mV;PtNi催化剂的MA为0.20 A/mg超出商业化Pt/C催化剂（0.119 A/mg）2倍;SA为0.382mA/cm2超出商业化Pt/C催化剂（0.071 mA/cm2）5.5倍;经加速老化循环伏安曲线1000圈测试之后,PtNi催化剂表现了较好的稳定性,ECSA仅仅下降8%。这说明采用溶剂热方法制备的低Pt含量的Pt1Ni1/C催化剂氧还原稳定性和活性优良。密度泛函计算发现,与Pt相比,形成PtNi催化剂之后,具有更多的指数晶面,同时通过计算发现,在（111）晶面,形成Pt、Ni合金比例为1:1时,改变了PtNi之间的电荷密度的重叠的程度,同时增加了HOMO轨道的尺寸,在分态密度的在费米能级附近有更多的电子存在,增加了其转移电子的能力。在（110）晶面,当Pt、Ni比例为1:1时,不仅存在着改变了PtNi之间的电荷密度的重叠的程度,增加了HOMO轨道的尺寸,同时,哑铃型反键轨道增加,这使得PtNi晶面的氧还原活性增加。