面对当今社会能源匮乏、环境污染严重、工业化社会的快速发展等问题，人们对新型清洁能源的期望越来越高，开发新型清洁可持续能源是社会发展的重要任务。直接甲醇燃料电池作为一种新型的绿色能源装置，可以进一步推进科技创新和产业协同发展，推动能源清洁低碳高效利用，促进经济和环境的良性运行。 本项目从晶格掺杂、材料复合改性、三维结构构筑等角度出发对石墨烯载体进行了不同程度的改性以及贵金属复合研究。通过对石墨烯碳晶格进行氮硫掺杂改变了石墨烯电子结构，增强其催化活性，同时促进了甲醇和甲酸氧化过程中副产物的消除，使其具有良好的电催化稳定性。另外制备了新型低缺陷碳纳米管-石墨烯负载铂纳米颗粒催化剂（Pt/G-PCNT），其展现了优异的催化活性以及稳定性；Ti3C2Tx复合石墨烯催化剂载体，提高石墨烯体系的导电性，并阻止层间团聚，使体系展现了优异的催化活性以及稳定性；构筑碳化钛复合石墨烯催化剂载体三维结构，三维互联网络提供快速电子传输网络，提高催化活性，碳化钛的引入使体系具备优异的催化稳定性。通过对石墨烯不同维度的改性研究，为石墨烯基材料在燃料电池方向的应用奠定了良好的理论基础，拓展了其在燃料电池、能源等领域的应用前景。