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直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池（DBHFC）作为一种新型的燃料电池，具有燃料效率高、燃料运输存储方便、无催化剂CO中毒现象、产物无污染且理论开路电压高（3.01V）、理论比容量高（5.67Ah/g）和能量转化率高（91%）等优点而倍受关注。阳极催化剂是决定DBHFC性能的重要因素。目前，DBHFC主要以Pt、Au、Pd等贵金属作阳极催化剂，高的催化剂成本阻碍了DBHFC的商业化。本论文针对限制高性能DBHFC商业化的瓶颈问题，通过掺杂3d过渡态金属以及控制贵金属纳米材料形貌等方法，制备了兼具相对较高催化活性和较低成本的DBHFC阳极催化剂。主要研究内容如下：（1）采用浸渍还原法制备了碳载Pt纳米催化剂（Pt/C），通过循环伏安（CV），线性电位扫描（LSV）等电化学方法研究了在不同BH4-浓度和不同OH-浓度下，BH4-在Pt/C电极上的电催化氧化行为，结果表明BH4-浓度和OH-浓度对BH4-在Pt/C电极上的电化学测试结果均有较大影响，选择了0.1M NaBH4+3M NaOH溶液作为催化剂电化学性能测试条件。采用Pt/C催化剂作阳极催化剂，研究了电池运行条件对DBHFC性能的影响，结果表明催化剂的最佳载量为4.5mg cm-2；阳极催化层中Nafion最佳含量为7wt.%。基于实际应用中DBHFC的工作环境和价格成本等因素，选择了DBHFC的运行温度为室温（25°C），阳极电解液为1M NaBH4+3M NaOH溶液，阴极电解液为2M H2O2+0.5M H2SO4溶液。恒电流放电研究结果表明在未补加燃料的情况下，该DBHFC至少可以保持17小时的稳定放电，具有较好的稳定性。（2）采用浸渍还原法，制备了一系列Pt-Cu/C、Au-Cu/C和Pt-Co/C碳载双金属纳米催化剂，并分别将其作为DBHFC阳极催化剂进行电化学性能研究和电池性能研究。实验结果表明，双金属催化剂的催化性能均优于相应的单金属催化剂；Pt50Cu50/C、Au67Cu33/C和Pt67Co33/C在相应系列的双金属催化剂中，具有最好的催化性能。此外，将Pt/C、Au/C、Pt50Cu50/C、Au67Cu33/C和Pt67Co33/C作为阳极催化剂，DBHFC的最大功率密度分别为42.8mW cm-2、19.9mW cm-2、71.6mWcm-2、51.8mW cm-2和79.7mW cm-2。在各种阳极催化剂中，Pt67Co33/C的DBHFC的性能最优。采用XRD、XPS等方法，深入分析了掺杂后催化剂催化性能提高的原因。XPS结果表明，过渡态金属Co的掺入改变了Pt的电子状态，高电负性的Pt原子从邻近的过渡态金属Co原子处得到电子导致催化剂表面零价态Pt的含量提高，揭示双金属催化剂催化性能提高的主要原因是电子效应。（3）采用牺牲Co纳米粒子模板法制备了碳载Pt空心纳米球催化剂（HN-Pt/C）和碳载Pd空心纳米球催化剂（HN-Pd/C）。TEM和HR-TEM结果证实两者均为空心纳米球结构。电化学性能测试结果表明，与普通形貌的实心纳米粒子催化剂相比，中空纳米球结构的催化剂具有更大的电化学活性面积（ECSA），并且对BH4-的电氧化具有更高的催化活性。研究结果表明，HN-Pd/C与SN-Pd/C具有相似的内在催化活性，说明大的ECSA是空心纳米球结构催化剂催化活性提高的原因。采用HN-Pt/C作阳极催化剂，20°C时DBHFC的最大功率密度为54.4mWcm-2，比用SN-Pt/C作阳极催化剂的DBHFC的最大功率密度(37.8mW cm-2)提高了43.9%；25°C时，用HN-Pt/C作为阳极的DBHFC的最大功率密度为59.9mWcm-2，比SN-Pt/C的(42.8mW cm-2)提高了40.0%；20°C时用HN-Pd/C作为阳极的DBHFC最大功率密度为48.4mW cm-2，比SN-Pd/C阳极(36.0mW cm-2)提高了34.4%。（4）研究了在不同电位扫速、不同BH4-浓度、不同温度等条件下，BH4-在Pt/C和Pt67Co33/C催化剂电极上电催化氧化的动力学特性。结果表明，BH4-在Pt/C和Pt67Co33/C电极上的电催化氧化均为不可逆反应过程，反应级数均为1；反应电子数n分别为2.3和2.6；电荷传递系数α分别为0.20和0.24；标准速率常数ks分别为0.41cm s-1和10.17cm s-1；反应速率常数kf分别为6.82×10-4s-1和1.10×10-3s-1；反应表观活化能Ea在电位为-0.2V时分别为24.54kJ mol-1和19.49kJ mol-1，在电位为-0.1V时分别为23.83kJ mol-1和19.69kJ mol-1。BH4-在Pt67Co33/C电极上电催化氧化反应的表观活化能小于其在Pt/C电极上电催化氧化反应的表观活化能，表明Pt67Co33/C催化剂对BH4-电氧化有更好的催化活性。