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电化学催化在能量转换、蓄能节能、环境保护、电解工业等许多方面有着广泛的应用，并表现出独特的优越性。电催化氧化葡萄糖是实现葡萄糖传感器和燃料电池功能的一个重要组成部分。因此，研究和开发高效且稳定的电催化电极是研究葡萄糖传感器和燃料电池的一个重要的课题点。 葡萄糖电化学传感器的催化剂分为酶和非酶催化剂。在酶传感器中，以酶作为催化剂修饰电极。实现酶与电极间的直接电子转移反应是研究的重点，因此选择合适的固定酶的载体材料十分重要。炭气凝胶是具有高电导率、高比表面积、高孔隙率等特点的理想的载体材料。磷酸锆是具有亲水性和较好的生物相容性的层状材料，在作载体上有较好的应用前景。非酶催化剂不受环境因素的影响，作为葡萄糖传感器的催化剂，修饰的电极具有较好的重现性和稳定性，可以增加葡萄糖传感器和燃料电池的寿命。铂具有优良的导电性和催化性能，但在催化过程中易中毒且选择性不高。制备负载于多壁碳纳米管上的铂镍合金，能有效改善催化剂的化学稳定性和抗中毒能力。 应用于葡萄糖燃料电池中的催化剂主要分为微生物、酶和非酶催化剂。与微生物相比，非酶催化剂可直接修饰到电极上，可减小燃料电池的传质阻碍而提升电池的产电性能;与酶相比，非酶催化剂不受环境因素影响，能提高电池的稳定性和寿命。铂是葡萄糖燃料电池中最常用的催化剂，但容易吸附中间物而中毒。采用镍与铂结合，能有效改善催化剂的中毒效应并减小整个燃料电池的成本。 主要工作如下: (1)采用溶胶凝胶法制备介孔结构的炭气凝胶，通过球磨法浸渍复合磷酸锆得到介孔炭气凝胶-磷酸锆纳米复合材料，并将其作为载体来提高酶的固定化效率。将该材料固定GOD修饰玻碳电极，测定其电化学性能和电催化性能。该电极具有较好的直接电化学性能，对葡萄糖的检测表现出较高的灵敏度，良好的稳定性、重现性和选择性。 (2)使用一步还原法制备Pt-Ni/MWCNTs，并对合成温度和pH值对材料形貌及结构的影响进行研究。合成不同比例、不同载量的合金催化剂，通过高温处理研究其结构和形貌。将制备的不同比例、不同载量的合金催化剂修饰电极，分别在中性和碱性条件下进行直接电化学测试和对葡萄糖催化性能的测试，得到催化葡萄糖氧化的合金催化剂的最佳比例和载量。该合金催化剂修饰电极，构筑的葡萄糖传感器，具有优良的电化学性能和检测性能。 (3)以Pt-Ni/MWCNTs作为燃料电池阳极催化剂，修饰玻碳片电极作为阳极构筑碱性直接葡萄糖燃料电池。并测试燃料电池在不同的阴极面积、阴极催化剂密度、葡萄糖浓度、氢氧化钾浓度和预处理温度的条件下的产电性能，研究这些因素对碱性直接葡萄糖燃料电池性能的影响。并对最佳条件下的葡萄糖燃料电池的产电性能进行测试，与同样采用阳离子交换膜的同类型燃料电池相比，具有较高的开路电压和功率密度。