随着煤炭、石油、天然气等传统能源的不断开发，以及化石燃料的过度消耗，世界环境问题日益严重。因此，高能存储器件的研究越来越受到人们的关注。燃料电池由于其高的功率密度、对环境无污染等优点从而广泛地应用于许多领域，为了改善燃料电池的储能空间、能量密度、长期循环稳定性和安全性，开发更好的电池电极材料具有重要意义。目前燃料电池的阴极和阳极催化剂主要以Pt基材料为主，然而Pt基催化剂的高成本和较差的稳定性阻碍了燃料电池的商业化发展。Pt的合金化以及碳载体的优化成为目前对催化剂研究的关键，从而能在提高催化剂活性的同时，保持较高的稳定性，且尽可能充分地提升Pt的利用率，从而降低Pt的含量，实现成本的下降。有序介孔碳材料具有可调的孔径，高表面积、易功能化改性等优点，因而能够精细分散催化金属颗粒，提高反应活性，并且高度发达的介孔隙度有利于反应物和产物的迅速扩散，其作为电池电极材料在电池中的应用成为研究的热点。基于此，本文主要展开了以下两个方面的工作：
　　①利用溶剂蒸发自组装法，以SiO2微球作为硬模板，三嵌段共聚物F127为软模板，通过金属前驱体和碳前驱体与F127发生自组装，进而通过高温煅烧碳化及模板的刻蚀，合成了一种具有大孔有序介孔碳负载PtIr合金的多级孔结构（PtIr-OMC），由于介孔碳骨架对孔内金属原子的限域作用，因而能很好地控制合金尺寸大小形成单分散Pt基合金纳米颗粒。在合成过程中通过改变PtIr金属前驱体的比例和Rh元素的加入，合成了EOR性能优异的PtIrRh-OMC催化剂。利用XRD、XPS、SEM、TEM等物理分析手段分析其结构，并结合电化学测试探索其结构与EOR催化活性之间的关系，所制备的PtIrRh-OMC催化剂具有2.39nm的超小尺寸，并且均匀地分布在有序介孔的孔道里。其优异的EOR活性来源于PtIrRh合金超小的颗粒以及均分的分布导致暴露更多的活性位点、有序的多级孔结构有利于物质的传输、Ir和Rh的掺杂有助于EOR过程中C-C键的断裂。
　　②利用纳米乳液自组装法，以SiO2微球为硬模板，将嵌段共聚物F127/TMB/聚多巴胺复合胶束在SiO2表面发生自组装，在氮气氛中进行热处理，这些F127-聚多巴胺复合胶束可以很容易地碳化成非常小的碳纳米囊泡，将SiO2模板刻蚀后从而产生氮掺杂的有序介孔碳球（OMCS）。后期利用乙二醇还原氯铂酸将Pt颗粒均匀的负载在有序介孔碳球上。利用XRD、SEM、TEM等物理分析手段分析其结构，并结合电化学测试探索其结构与ORR催化活性之间的关系，Pt-OMCS催化剂中的Pt纳米颗粒在OMCS上分散均匀且具有1.35nm的超小粒径。氧还原反应的催化活性相比于商业Pt/C显著提高。这种超薄的有序介孔碳层结构能很好地限制Pt颗粒的长大，从而使Pt的活性位点充分暴露出来，并且由于介孔的限制Pt颗粒不易发生团聚，使该催化剂具有优异的ORR活性及稳定性。