作为极具发展前景的清洁能源转换装置,质子交换膜燃料电池（PEMFC）有着工作温度低、效率高和零排放等诸多优点,是未来新能源产业发展的重要基石。而其中的氧还原反应（ORR）由于过电位大等问题,往往需要在阴极上负载有效的铂催化剂才能正常工作。作为整个电池的关键材料,ORR催化剂决定了PEMFC的性能和寿命,因此必须克服当前商业Pt/C催化剂的高成本和较差耐久性问题,开发出具有低铂载量的高活性和高稳定性ORR催化剂。本文通过研究在耐酸的金属氧化物二氧化铈（Ce O2）修饰下的低铂催化剂,有效了构筑“铂-金属氧化物-导电碳层”三相界面结构,并实现了ORR催化活性和稳定性的提升,为铂的减量化和高效铂基催化剂的载体优化提供了新的设计思路。具体内容如下:（1）为构筑三相界面催化活性位点,以金属有机框架ZIF-8作为氮掺杂碳层的前驱体,通过乙二醇体系的水热法在基底表面沉积Ce O2对铂纳米颗粒催化剂进行修饰,制备了活性和稳定性优异的Pt/Ce O2@NC复合催化剂。结合XRD、TEM、XPS等表征手段进行分析发现,与载体中无Ce O2的样品相比,Ce O2纳米颗粒的适量引入使得催化剂中表面氧空位含量增多,为铂的负载提供了更多附着位点,同时界面结构处Pt的电子结构特性发生了改变,这是所制备的三相界面复合催化剂中存在的金属-氧化物强相互作用的结果,也正是这种可供铂颗粒稳定、高度分散的特殊载体改善了ORR过程中的催化活性和耐久性。（2）为最大限度发挥金属-氧化物的界面相互作用,进一步对载体中Ce O2的含量进行了调控。结合TEM表征和电化学测试发现,载体中Ce O2的负载量对颗粒的尺寸影响不大,但是Ce O2含量过高时会聚集在催化剂表面,阻碍活性位点和影响电子传输过程;过低的Ce O2含量则会导致形成较少的界面活性位点,从而催化剂性能的提升不够明显。所合成的Pt/0.3Ce O2@NC复合催化剂在0.1M HCl O4的电解质溶液中显示出最佳的ORR活性（其半波电位比商业Pt/C高34 m V,质量活性是商业Pt/C的8.1倍）和稳定性（10000圈稳定性测试之后,半波电位仅衰减了7 m V;而商业Pt/C仅在5000圈循环稳定性测试之后就衰减了33 m V）。（3）为增强复合界面催化剂的本征活性位点,探索了在载体Ce O2晶格中掺杂微量的过渡金属M原子（M=Fe,Co,Ni,Cu）对界面环境的优化作用。杂原子的掺入会引起形成晶格缺陷,表面缺陷位点的增多会改善Pt与载体之间的相互作用,从而实现对界面催化剂的改性。进一步地,对掺杂有不同元素的复合界面催化剂进行了物相表征和电化学性能测试,结果表明掺杂钴的样品显示出最优的ORR活性和接近于四电子转移的氧还原反应路径,促进了催化过程的效率提升。