从目前来看，化石能源的急剧消耗与社会环境的污染问题仍然是当今世界的一大难题，为彻底啃掉这块硬骨头，还需大力开发廉价易得且无污染的新型能源。纵观新能源，燃料电池中的直接甲醇燃料电池（DMFC）因其具有来源丰富、快速启动、高能量密度及环境友好等优异特点而备受能源界的关注，一度成为极具开发性和利用性的新能源。但是，该类电池中的阳极催化剂部分存在着成本较高且稳定性较差的致命缺陷，故其在大规模的商业化发展过程中受到了严重阻碍。因此，在稳定阳极催化剂使用成本的同时提高其催化活性和稳定性是改善电池性能的关键，也是本论文的研究重点，为此，本项研究主要在以下两个方面开展工作：
　　①结合两步水热反应和一步低温碳化过程，将纳米级碳化钼（Mo2C）颗粒成功组装在无定形碳改性的碳纳米管上（CNTs@C），微波辅助载铂，构建高活性复合电催化剂。电化学测试表明，水热时间为12h，碳化温度为800℃所合成的Pt/CNTs@C@Mo2C催化剂拥有较多的活性位点，对甲醇电氧化（MOR）展现出较高的催化活性（0.816A mg-P1t）和稳定性；结构表征表明，Mo2C颗粒直接与碳包覆的碳纳米管结合，体系较稳定，实现了Mo2C在Pt基催化剂中的辅助催化功效，达到预期催化效果。
　　②基于对第三章催化剂结构和性能的思考，Pt/CNTs@C@Mo2C催化剂虽有较好活性，但Mo2C颗粒在碳纳米管上的生长尺寸较大，分散性和稳定性较差，严重影响了其对Pt基催化剂辅助催化作用的发挥。过渡金属Fe，本身导电性较好，原子轨道中有较多的单电子可参与轨道杂化，增强材料的导电性和稳定性；可在较低电位下分解水产生丰富含氧物，促进CO等中间毒物快速转化，提高催化剂的耐受性和抗中毒能力；金属前驱体盐FeCl3可稳定反应体系，减缓Mo2C在碳管上的生长尺寸，分散性和稳定性，并充分发挥其辅助催化作用。因此，以金属盐直接掺杂的方式向上述体系中引入金属Fe，成功制备出Pt/CNTs@C@Fe-Mo2C复合电催化剂。测试结果表明：Mo2C颗粒尺寸较小且分散性较好，与Pt纳米颗粒稳定担负在碳纳米管上；催化剂拥有丰富的活性位点，对酸性电解质（1.317A mg-P1t）和碱性环境（3.200A mg-P1t）中的甲醇电氧化反应均表现优异；其稳定性及抗CO中毒能力也得到明显改善，充分证实了Fe掺杂强化Pt/CNTs@C@Mo2C的辅助催化行为，肯定了该复合电催化剂对甲醇电氧化的高效催化能力。
　　本论文利用简单水热、低温碳化及微波辅助合成了Pt/CNTs@C@Mo2C催化剂，以金属盐直接掺杂的方式构建了Pt/CNTs@C@Fe-Mo2C复合催化剂，相继探讨了水热时间、碳化温度、Fe掺量及载Pt方式对催化剂性能的影响，检测了催化剂的XRD、SEM、TEM、XPS及电化学性能，并分析了其外观形貌、结构组成、元素含量及电化学性能。结果表明，Mo2C可以水热方式直接与碳管结合，金属Fe掺杂提高了颗粒物在碳管上的分散性和稳定性，促进了Mo2C对甲醇分子辅助催化作用的表现，并增强了催化剂的整体性能，应用前景十分广阔。而且，由于金属本身的性质存在差异，本项研究为不同金属掺杂对Mo2C辅助催化作用的影响提供广阔的研究思路，引发后来者对DMFC阳极催化剂的有效调节和高效制备进行深入思考。