直接甲醇燃料电池（direct methanol fuel cell,DMFC）作为一种清洁能源,具有存储运输方便、结构简单、操作方便等优点,在便携能源应用领域具有广阔的发展潜力。但其中的核心部件——Pt/C催化剂存在C烧损、Pt团聚的诸多问题。为了解决这一问题,本课题以更加稳定的TiN材料代替C基底负载Pt纳米颗粒,通过等离子体浸没离子注入方法在Ti基底离子注入N元素形成TiN组织,这种方法具有稳定、高效、表面缺陷可控等优点;通过磁控溅射在TiN表面负载Pt纳米颗粒,并通过调控沉积时间控制Pt的负载量、Pt与TiN间的接触方式,此外,还通过离子注入法在TiN中掺杂微量Al离子与Mo离子,研究不同金属离子注入剂量对Pt@TiN的催化活性与稳定性的影响。本课题首先采用磁控溅射法在TiN表面沉积不同负载量的Pt纳米颗粒,为后续研究TiN对Pt@TiN的催化活性影响做准备。沉积了0s,5s,10s,20s以及30s的Pt纳米颗粒负载在TiN表面。随着时间延长,Pt纳米颗粒的数目与尺寸逐渐增加,由于重力作用Pt与TiN的接触面逐渐增大,加快了Pt与TiN之间的电荷转移。当Pt沉积时间为20 s时,Pt@TiN综合性能最佳。此时Pt负载量经计算为1.4μg/cm~2。随后固定Pt沉积时间,改变N注入时的参数,分别研究了注入电压、注入时间、腔体气压、氮气分压、注入NH3流量对Pt@TiN的催化活性与稳定性的影响。研究发现催化活性随注入电压、注入时间、氮气分压与注入NH3流量的增大而增大,原因在于上述参数的提升使表面1 nm处的N空位的数量、与亚表面处N离子浓度都得到增加,而N空位可以提高Pt纳米颗粒的催化活性,N离子浓度改善了Pt@TiN的导电性。而腔体气压增大,使N离子非弹性碰撞概率增加,导致入射能量降低,使得Pt@TiN催化活性下降。具体的沉积条件为:注入电压24 k V,注入时间1.5 h,N2流量30 sccm（腔体气压0.95 Pa）,NH3流量30 sccm（腔体气压0.75 Pa）。最后,本课题采用离子注入的方法,在Ti基底表面注入不同剂量的Al离子与Mo离子,研究不同金属注入量对Pt@TiN催化活性的影响。Al的加入使表面的氧化物含量增加,降低了催化剂整体的活性,而Mo注入量为10 Dose(1Dose=1×1016 n/cm~2)的质量比活性与面积比活性值比Mo注入量为2 Dose时分别提升1.45与1.52倍,反应的起始电位也负移了40 m V,催化活性的提高主要归结于电子效应,协同效应以及表面N空位的增加。