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随着能源危机和环境问题的日益严峻,人类急需寻找理想的可替代能源和开发高效的能量转换装置。燃料电池因其能量转换效率高、噪音低以及对环境友好等特点吸引了广大科研人员的研究兴趣。其中,直接甲醇燃料电池因其体积能量密度高、结构简单、操作温度低以及原料甲醇来源丰富等优点在便携式和固定式电源设备中具有非常重要的应用价值。目前,Pt和Pt基催化剂是最常用的直接甲醇燃料电池阳极催化剂,但是Pt价格昂贵且容易被中间产物CO毒化,这严重影响直接甲醇燃料电池的实际应用。因此,研究既能降低贵金属Pt的用量又能提高催化氧化甲醇性能的阳极催化剂是目前研究工作的重点。本论文主要通过在Pt催化剂的基础上添加第二组分金属或催化剂载体以及改变催化剂的结构形貌等方面来提高直接甲醇燃料电池阳极催化剂的催化性能,具体工作包括以下几个方面:(1)以油胺为溶剂、还原剂和表面活性剂,通过简单的一步溶剂热法合成PtRu纳米花催化剂。用XRD、XPS、TEM、EDX、ICP-AES和电化学测试表征所合成催化剂的形貌、组成和电化学性能。结果表明,得到的PtRu催化剂呈现出花状纳米结构,并且在Pt与Ru比例不同时呈现出不同的形貌,其中由直径为8-10 nm的纳米枝状结构构成的PtRu纳米花对甲醇电化学氧化表现出优良的催化性能。(2)以油胺为还原剂,在不加入任何表面活性剂的基础上,利用溶剂热法同时还原H2PtCl6·6H2O和Ni(NO3)2·6H2O,得到三维(3D)连通PtNi枝状纳米催化剂。由于催化剂独特的3D连通结构以及Pt和Ni之间的双金属协同效应,与商用PtRu/C催化剂相比,3D连通结构的PtNi枝状催化剂对甲醇电化学氧化表现出更高的催化活性、稳定性以及较强的抗毒化能力。(3)以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,硼氢化钠为还原剂,利用简单的化学还原法制备Pt/Co不同比例的Pt-Co/MWCNTs复合催化剂,并对其进行了XRD、XPS、TEM表征和电化学性能表征。结果表明,当Pt/Co的摩尔比为3:1时,碱性环境中Pt3Co/MWCNTs对甲醇电化学氧化有良好的催化性能。