聚合物燃料电池（包括氢氧质子交换膜燃料电池和直接醇燃料电池）中,Pt一直被认为是活性最高、不可或缺的催化剂。但由于铂的价格较为昂贵,且资源匮乏,使得低温聚合物燃料电池成本居高不下,限制了其规模化应用。因此,新型催化剂的开发主要集中在以下两个方面:一是非铂的催化剂,二是改善已有的铂催化剂,通过对铂金属催化剂进行修饰,以改善其催化活性,达到减少催化剂中贵金属用量、降低催化剂成本的目的。本论文首先研究了Pd/TiO₂代替铂催化剂的可能性。在Ti基体上,研究了阳极氧化法制备TiO₂纳米管催化剂载体。研究了氧化方式、电解质（HF）浓度、阳极氧化时间等因素的影响并得出最优制备参数:脉冲阳极氧化+电解质1M H₂SO₄ + 0.5wt % HF + 25min +晶化480℃。制备出外径100nm、管壁15nm以及长400nm左右的TiO₂纳米管并提出了可能的生成机理。Pd/TiO₂/Ti系列催化剂对氧还原具有如下的活性顺序:Ni-Pd/TiO₂/Ti>Pd/TiO₂/Ti>Pt/TiO₂/Ti。由于Pd与TiO₂/Ti载体的强相互作用,改善了其催化活性。而Ni助催化剂被引入后,进一步提高了催化活性。通过制备Pt/CeO₂复合电极来提高铂催化剂性能。首先,研究了电极电位和沉积时间对CeO₂纳米粒子制备的影响。结果表明:通过改变电极电位和沉积时间可以制备出CeO₂纳米球形粒子、纳米棒和CeO₂纳米线,其中CeO₂纳米棒由恒电位制备,CeO₂纳米线由循环伏安法制备并且改变扫描速度可以得到不同弯曲程度的纳米线,并提出了可能的生成机理。Pt/CeO₂电极的催化活性主要与CeO₂在Pt电极上的覆盖度有关,而对CeO₂形状并不敏感。Pt/CeO₂复合电极表现出的高的催化活性归因于CeO₂的富氧能力。作为助催化剂,CeO₂虽然能加强Pt的催化活性,但同时对Pt的活性位也有覆盖作用,只有当这两个作用相互协同时,才可能取得最佳的催化效果。