质子交换膜燃料电池（PEMFC）由于环境污染低、能量密度高、转换效率高以及操作和使用方便等优点,在近年来得到广泛关注。然而PEMFC的性能主要取决于其阳极和阴极催化剂,目前最广泛使用的是Pt催化剂,但是由于贵金属Pt不仅资源有限,而且会造成催化剂中毒,从而很大程度上限制了PEMFC的商业化应用。金属Pd由于成本相对较低,且不容易造成催化剂中毒,已经成为近年来诸多学者的研究对象。但是,目前而言,由于纳米尺寸效应,制备出高分散、小尺寸的Pd纳米颗粒仍然具有很大的挑战。通过Pd与第二相过渡金属Cu形成PdCu合金催化剂材料,利用两者之间的应变效应和配体效应,能够有效解决纳米粒子的团聚问题,并且有利于提高催化剂的催化活性和稳定性。石墨烯具有巨大的理论比表面积和优异的导电性,以聚苯胺为氮源得到的氮掺杂石墨烯含有丰富的缺陷位点,两者作为金属催化剂的载体,有利于金属纳米颗粒的锚定和分散。本文分别以石墨烯和氮掺杂石墨烯为载体负载PdCu合金催化剂,并探讨了其对甲酸氧化反应和氧还原反应的催化性能的影响,主要研究内容如下:（1）通过水热法成功合成了不同Pd-Cu比例的Pd-Cu/rGO合金催化剂材料。采用XRD、TEM、SEM、XPS、AAS等对材料的物相结构、微观形貌、表面状态、组成进行了表征,通过CV（循环伏安法）、CA（计时电流法）测试了催化剂对甲酸氧化反应（FAO）的催化性能。结果表明:Cu的加入可大大地提高催化剂对甲酸的电催化性能,当反应p H值为10,水热温度T为120℃,Pd/Cu原子比为3:1,水合肼用量为2 m L时,所制得的Pd3Cu1/rGO合金催化剂尺寸最小（平均粒径约为2.12 nm）,且均匀分散于石墨烯表面,同时具有最大的电化学活性面积(57.82 m2gPd-1),对甲酸具有极好的电催化活性和稳定性,甲酸氧化峰的最大质量电流密度可达到1580 m A mgPd-1,3000 s后的电流密度还有69.93 m A mgPd-1,且Pd的实际负载量仅为14.5%。（2）以氧化石墨烯和苯胺单体为原料,通过苯胺单体在氧化石墨烯表面异相成核聚合制备出不同质量比的GO-PANI。一方面直接以复合基体GO-PANI为载体负载Pd3Cu1制得Pd3Cu1/rGO-PANI复合催化剂材料,另一方面先将GO-PANI进行热处理制得N-rGO,再以N-rGO为载体负载Pd3Cu1制得Pd3Cu1/N-rGO复合催化剂材料。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、RAMAN、XPS等对材料的结构、形貌、化学组成、表面状态进行了表征,通过LSV（线性扫描伏安法）和CA测试了不同复合催化剂对氧还原的催化活性和稳定性,并与商业Pt/C（20 wt.%Pt）进行比较。结果表明:Pd3Cu1/rGO-1PANI（10 wt.%Pd）复合催化剂材料的合金纳米颗粒尺寸大约为5 nm左右,分散性良好,对ORR的催化活性较好;将以不同质量比的GO-PANI在700℃进行热处理得到N-rGO,再负载Pd3Cu1合金制备出的Pd3Cu1/10N-rGO（10 wt.%Pd）复合催化剂材料的合金纳米颗粒尺寸大约为2.47nm,对ORR的催化性能已接近商业Pt/C（20 wt.%Pt）催化剂;对GO-PANI（1:10）复合基体进行不同温度的热处理制得10N-rGO-T（T=700℃,800℃,900℃）,再负载Pd3Cu1合金,制备出的Pd3Cu1/10N-rGO-800复合催化剂材料的合金纳米颗粒尺寸大约为1.75 nm,含有大量的吡啶氮、石墨氮和缺陷位点,Pd的实际含量仅为8.5%,表现出优于商业Pt/C（20 wt.%Pt）催化剂的ORR催化活性和稳定性。