近年来,通过电/热/光催化等方法,将大气中富含的小分子(如O2、N2等)转化为有价值的化学物(H2O2、NH3等),受到众多研究人员的追捧。目前,该类反应的主要挑战在于低的转化效率和选择性。因此,设计和制备具有优异活性和高选择性的催化剂,以实现气体小分子的特定产物的转化,具有至关重要的研究意义和实际应用价值。贵金属基催化剂由于具有优异的催化活性,可以解决气体小分子转化效率低的问题,被认为是最有希望的催化剂,但贵金属基催化剂的选择性通常较低。因此,对贵金属材料的改性是开发高选择性小分子转化反应催化剂的重要策略之一。贵金属催化剂可以通过硫族元素进行表面修饰,形成贵金属硫属化合物纳米材料,此类材料具有独特的表面结构和局部环境,可以调节电子结构,从而提高反应目标产物的选择性。本论文中,我们对贵金属硫属化合物纳米材料的结构进行了表征,及研究了该材料对气体小分子转化的选择性和活性,合成了分散且结构特殊的Pd-Se、Pd-S和Rh-Se纳米材料,并分别探讨了 Pd-Se与Pd-S对于O2选择性还原制H2O2反应性能和Rh-Se对于N2的选择性还原反应的催化性能。主要内容如下:第一章:简要概述了 O2和N2选择性还原反应的反应机理以及催化剂设计的思路,并阐明本文的选题依据和研究内容。第二章:通过湿化学方法合成出均匀且单分散的Pd-Se纳米颗粒(Nanoparticles,NPs),并通过一些表征手段探究了该材料的特殊结构,由于其具有孤立的Pd原子,Pd-Se NCs 在宽 pH 条件(pH=1-13)下,在催化氧还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)时,均能选择性的将氧气还原为过氧化氢(H2O2),并表现出优异的活性和稳定性。第三章:在第二章机理研究的基础上进一步展开了探索,成功合成了同样具有特殊结构的Pd-S纳米晶(Nanocrystals,NCs)。Pd-S NCs呈四边形对称结构。投射的晶胞由两个不等价的Pd-S金属键组成。因此,该材料同样具有孤立的Pd原子,这种特殊的结构可以增强O2的吸附和活化,在热还原、电还原、光还原等三种ORR中均可以将O2转化成H2O2,并表现出优异选择性、活性和稳定性。第四章:通过一种简单的金属表面S属化策略,制备了具有核壳结构的Rh-Se纳米晶,在电催化氮还原反应中,能选择性地将N2还原为NH3,并表现出优异的活性和稳定性。重要的是这种表面修饰策略具有普适性,表面硫化、硒化或碲化均能增强多种金属纳米晶的电催化氮还原性能。