能源问题一直是全球关注的焦点,解决问题的方法取决于化学燃料的发展。直接醇类燃料电池（DAFCs）使用小分子醇类作为燃料将化学能直接转化为电能,同时具有能量转换效率高、生成物造成环境污染较低、储存和运输较安全、成本低和可用性高等优势,因此受到广泛关注。但是,电极材料容易被醇类氧化过程中产生的含碳有毒中间体如CO毒化,从而降低电催化活性。传统的DMFCs通常使用最高效,最稳定的Pt基催化剂,但由于Pt成本高且对CO中毒的抵抗力差,因此不适合大规模商业化。为了改善这些缺陷,本文从制备高效催化剂入手,合成了一系列Ta基催化剂,作为以甲醇、乙醇和乙二醇为燃料的阳极电氧化催化剂,分别有:TaC-TaN-Ta₂O₅同源三相复合催化剂、TaC-TaN复合物负载Pd纳米颗粒（Pd/TaC-TaN）和TaON负载Pd纳米颗粒（Pd/TaON）以及Ta₃N₅负载Pd纳米颗粒（Pd/Ta₃N₅）。研究内容包括如下:（1）采用煅烧法合成TaC-TaN-Ta₂O₅同源三相复合催化剂,并根据原料的投料比不同分别合成R=3-12系列催化剂,并利用XRD、SEM、TEM及XPS等进行表征和分析,发现TaC-TaN-Ta₂O₅系列催化剂随着投料比值的增加存在一定的规律,TaC和TaN相始终存在,而Ta₂O₅相呈现了先出现后消失的过程。TaC-TaN-Ta₂O₅系列催化剂表面呈褶皱形貌,在碳膜的包裹下拥有了较大的比表面积,同时有良好的稳定性。（2）改变原料比例为13:1,采用较低的煅烧温度一步合成TaC-TaN复合物,呈片状的TaC-TaN在碳层的包裹下具有更大的比表面积,用简单的方法将Pd纳米颗粒负载在TaC-TaN复合物上（Pd/TaC-TaN）,探究了Pd的最佳负载量,并且和商业催化剂进行了性能方面的比较,证明该系列高效催化剂具有长期稳定性和高的抗毒性,优越的电子传递能力,在碱性溶液中对于醇氧化反应具有优秀的催化活性,超过了商业催化剂Pd/TaC和Pd/TaN,其甲醇正向扫描氧化峰达到396.8 mA·mg^-1Pd,约是商业Pd（10%）/C的5倍。（3）进一步增加原料比例至30:1,采用低温煅烧的方法合成C@Ta₂O₅催化剂,用通NH₃煅烧的方式掺N,合成了TaON和Ta₃N₅纯相,并将Pd纳米颗粒负载在该催化剂上得到Pd/TaON和Pd/Ta₃N₅催化剂。SEM和TEM表明TaON和Ta₃N₅的颗粒尺寸逐渐趋于均匀,同时二者均存在褶皱形貌,比表面积增大。CV、I-t、EIS等测试表明,Pd/Ta₃N₅的电化学性质良好,其甲醇正向扫描氧化峰达到722.2 mA·mg^-1Pd,乙醇正向扫描氧化峰达到851.9 mA·mg^-1Pd,乙二醇正向扫描氧化峰达到809.2 mA·mg^-1Pd,远超过商业Pd（10%）/C,具有电催化效果好、稳定性强、抗CO中毒能力强、表面电子转移阻力小的优点。Pd/TaON的电催化性能仅次于Pd/Ta₃N₅。