氢气热值高、绿色环保,是一种理想的燃料,在石油化工、新能源汽车领域有很好的优势。不同于太阳能、风能、电能,氢能不受地域和环境因素影响,易于携带和储存。固体聚合物电解质水电解槽（Solid Polymer Electrolyte Water Electrolyzer,SPEWE）由于具有效率高、产品纯度高、适应性强等优点,被认为是一种实用价值高的制氢方法。但是,由于阳极催化剂主要使用Ir、Ru等贵金属成本和储量的限制,使得这个电解系统的成本大大提升。本文主要以提高IrO₂的催化活性和稳定性方面着手,致力于降低Ir的用量和提高催化剂的使用寿命。本文研究了三维有序结构的IrO₂和IrO₂载体对催化剂催化活性和稳定性的提升。实验通过使用无乳液聚合法制备了PMMA微球,同过在重力条件下制得PMMA模板。并且使用氨水和IrCl₄制备相应的前驱体溶胶,合成了3-DOM IrO₂催化剂。并比较了氨水的加入对3-DOM结构的影响。同时,利用Na₂SnO₃和NbCl₅制备了Nb掺杂的SnO₂,探究了Nb掺杂量对SnO₂的导电性的影响,以及IrO2的载量对催化性能和活性的影响。本文采用了XRD、BET、XPS、SEM等测试手段对3-DOM IrO₂和Sn_0.93Nb_0.07O₂/IrO₂的物理性能进行了分析,使用电化学测试对3-DOM IrO₂和Sn_0.93Nb_0.07O₂/IrO₂的催化活性和稳定性进行了表征。（1）经过热处理后发现,加入氨水处理的前驱体在分解的同时复制了PMMA模板的结构。所制备的3-DOM IrO₂呈现了蜂窝状的有序孔结构,大孔的孔径约为155 nm左右,比PMMA微球的粒径220 nm小了大约35%。而无氨水处理的孔结构基本无序,大量的孔道结构被破坏,只存在少量的不规则孔道结构,远没有3-DOM IrO₂的孔结构规整有序。其比表面积也小于3-DOM IrO₂。同时,3-DOM IrO₂催化剂表现了良好的催化性能和稳定性,比相同载量的IrO₂的性能更加优越。（2）对Nb掺杂的SnO₂负载IrO₂催化剂的研究表明,当Nb掺杂的摩尔量达到7%时,SnO₂的电导率达到最佳3.53 S/cm,继续提高Nb含量对导电率并无明显提升。由于Nb掺杂对SnO₂导电性的提升,可以提高催化剂的导电性,并有利于催化剂的电子传输,提高催化剂活性位点的利用率并提高催化活性。因此,以拥有高导电性能的Sn_0.93Nb_0.07O₂为载体,制备不同IrO₂载量的催化剂,发现当IrO₂载量达到44wt%时,催化剂的催化活性与纯IrO₂相近,由此表明负载型的催化剂可以降低SPE阳极催化剂的成本,可以作为十分有前景的研究方向。