小分子电催化氧化具有重要的理论和实际研究意义,世纪九十年代以来一直受到高度重视。随着小分子电氧化过程研究的深入,对电化学现象的认识、促进物理化学学科相关理论与实验研究方法的发展,具有重要的意义。铂、金等贵金属对小分子电氧化被广为研究。修饰电极在电催化以及电分析等领域具有很好的应用前景。水热反应法是以水或其它溶剂作为介质,在一定温度条件和自生压力作用下,进行反应的过程。本论文采用合适的实验条件,将金纳米颗粒负载在钛基体上,从而制备出负载金纳米颗粒的钛基电极,并通过电化学测试方法对各电极电催化性能进行了研究。论文的主要内容和研究结论如下:1.对纳米颗粒的制备方法和小分子的电氧化研究进展进行了概述,系统总结了金电极研究进展和应用。2.确定了制备纳米金修饰钛电极的具体实验条件。3.运用扫描电镜和能谱分析测试技术,对所制备催化剂的形貌、结构与成分等进行了分析。对nanoAu/Ti电极而言,SEM和EDS分析表明,在钛基表面沉积了尺寸均匀的Au球形小颗粒,直径大小约300nm,并且这些球形小颗粒相互连接,形成三维网络状结构,具有巨大的表面积。Au-Ru/Ti电极,则在钛基表面沉积了尺寸均匀的Au-Ru金属球形颗粒,球形颗粒表面由向外突出的纳米晶片组成,并且这些球形小颗粒相互紧密连接呈多孔状结构,具有数目巨大的活性位点。此外,利用电化学沉积技术,直接从无支持电解质的低浓度氯金酸溶液中,沉积Au纳米颗粒到钛基体表面上,并且研究了电极对葡萄糖、肼和甲醛的电催化氧化过程。4.采用循环伏安、电位阶跃和交流阻抗等电化学方法,在碱性介质中研究了电极对葡萄糖、肼和甲醛的电催化氧化过程,并对电极过程进行了动力学分析。主要结论如下:(1)伏安特性研究表明,在碱性溶液中,nanoAu/Ti电极对葡萄糖、肼和甲醛氧化表现出很好的电催化活性。nanoAu/Ti电极对葡萄糖、肼和甲醛电化学氧化起始电位与多晶金电极相比均有所提前;在电极几何面积相同的条件下,nanoAu/Ti电极上葡萄糖、肼和甲醛的氧化电流也大于多晶金电极。电位阶跃实验表明,稳态电流十分稳定,表明nanoAu/Ti电极具有良好的稳定性。(2)对所制备的双金属Au-Ru/Ti电极的电化学测试研究表明:这些电极对葡萄糖的催化活性与Au和Ru的比例有关,含5%Ru的Au95Ru5/Ti电极对葡萄糖氧化表现出最优异的催化性能。Ru的加入明显改善了电催化剂对葡萄糖的电化学氧化性能,可能是Ru与Au产生协同作用,促进了氧化反应的发生。目前关于小分子电催化氧化的研究报道虽然较多,但探索制备性能优良的催化剂仍是这一领域的研究难点。本文制备的金纳米颗粒催化剂,其颗粒具有新颖的微观结构,在电氧化反应中表现出优异的催化活性。这些工作对燃料电池阳极材料的研发、以及新型电化学传感器的研发具有一定的指导意义。