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碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cells）具有体积小、重量轻、工作温度低、热损耗少等优点,因此非常适合作为汽车和便携式电器的电源,从而一直为电池科研人员所关注。在碱性燃料电池中,发生在阴极材料上的氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction）的动力学过程很大程度上决定了电池工作效率的高低。目前的碱性燃料电池中,贵金属Pt催化剂的氧还原效率最高、应用最广泛,但是价格昂贵、蕴藏量有限。因而,研究开发廉价的可全部或者部分替代Pt的非贵金属催化剂对于降低碱性燃料电池的成本、保持或者增强电极材料的催化活性,并最终实现碱性燃料电池的产业化,具有重要理论意义和应用价值。石墨烯作为一种新型碳材料具有独特的结构和一系列优异的物理、机械性能,是一种比较理想的催化剂载体,对于降低氧还原反应的过电位、增大反应电流密度和提高燃料转换效率具有很大的促进作用。过渡金属氮化物的表面电子结构和Pt相类似,具有类铂族金属的催化活性,被誉为“准铂催化剂”。本论文中,作者将多种合成手段相结合,获得了氮化钨纳米线/石墨烯复合结构,随后在复合结构表面进行了低含量Pt和PtNi合金纳米颗粒,并对各种复合结构的ORR活性进行了系统的对比分析,研究成果如下:（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,得到了形貌均一、尺寸均匀的氧化石墨烯纳米片,随后采用溶剂热法合成了WO3纳米线/GO纳米片复合结构,对其微观结构、表面化学状态进行了表征,电化学测试表明这种复合物具有氧还原反应活性。（2）采用化学气相沉积方法（CVD）对WO3纳米线/GO纳米片复合结构进行了氮化改性,成功获得了氮化钨/还原氧化石墨烯复合结构。X射线衍射、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜数据表明,复合结构由均匀生长在还原氧化石墨烯（rGO）纳米片上的W2N纳米线所组成。ORR测试结果显示,与氮化前相比,氮化后的复合结构的ORR其起始电位从0.6V正移到为0.71V,而极限电流密度则为氮化前的1.4倍,电催化性能获得明显提高（3）采用化学浴法,对W2N纳米线/rGO纳米片复合物进行低量的Pt修饰,得到Pt/W2N-rGO复合纳米结构。通过各种表征手段表明,复合结构由Pt纳米颗粒负载在W2N-rGO的复合结构上组成。复合结构的ORR电化学测试表明,极限电流密度为7.1 mA cm-2,相对比于Pt/C的6.9 mA cm-2有所增加;半坡电位由W2N-rGO复合物的0.63V正移到0.69V,说明电催化的性能得到了明显的提高。（4）采用甲酸还原法,对得到的W2N纳米线/rGO纳米片复合物进行PtNi合金的修饰,成功获得了W2N-rGO/PtNi复合结构。通过各种表征手段,复合物结构为PtNi合金负载在W2N-rGO的复合结构上组成。复合结构的ORR电化学测试表明,该复合物有着全面超过商业Pt/C催化剂的性能,复合物的电化学活性面积（ECSA）为58.6 m2/g高于Pt/C催化剂的58.1 m2/g;复合物的半坡电位为0.9V,相比较Pt/C催化剂正移了0.05V;复合物的极限电流密度为7.2 mA cm-2,大于Pt/C催化剂的6.9 mA cm-2。通过对比这些性能指标,发现W2N-rGO/PtNi在这些指标上全面超过Pt/C催化剂。