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碱性直接甲醇燃料电池AMDMFC是理想的移动、便携式电源,其相关研究对国家新能源战略有重要意义。本论文针对现有阳极甲醇氧化贵金属Pt基电催化材料存在活性稳定性不足以及成本较高的问题,以三种与Ni同周期具有不同d电子数的金属Co、Cu、Cr元素调整纳米合金电子态为出发点,采用化学还原法制备了系列的纳米非晶态Ni–B–M（Co、Cu、Cr）,考察不同电子结构元素M及其掺杂量对Ni–B–M的甲醇电催化氧化性能,探讨其可能的影响因素及其作用机制,以期为纳米非晶态镍基材料甲醇电氧化催化剂的研发提供理论指导,具体结果如下:（1）制备了五个前驱体B、Ni摩尔比不同的非晶态Ni–B纳米粒子样品。TEM图片显示,前驱体投料比的B/Ni摩尔比增大时,Ni–B纳米粒子的粒径由50nm减小至15nm,但其B/Ni原子比无明显变化;XPS测试结果可得,Ni–B纳米粒子B1s的电子结合能与B0标准结合能相比显著增大,表明B的电子转移给了Ni。由电化学性能测试结果显示,五个Ni–B纳米粒子样品除了Ni–B-2样品甲醇的氧化峰电流较低外,其他四个样品略有差别,粒径减小有利于催化活性。其中,B/Ni摩尔比为4即Ni–B-4活性相对最高。（2）制备了四个不同Co掺杂量的Ni–B–Cox纳米粒子。TEM图片显示粒径约为15nm;由XPS结果可得,Ni和B的电子结合能均随Co含量增加逐渐减小,其中Ni原子负电荷量相对Ni–B略有增大;DSC测试表明Ni–B和Ni–B–Co纳米粒子的晶化温度随着Co含量增加而逐渐增大;电化学性能测试结果表明,甲醇的氧化峰电流随着Co含量的增加先增大后降低,Ni–B–Co0.05的电催化活性相对Ni–B提高了51.50%,不过Ni–B–Cox长期中毒速率有增大趋势,不利于活性稳定性的提高。甲醇的反应级数大约为0.5左右,随Co掺杂量增加先增大后减小;氢氧根离子的反应级数接近1,Co的掺杂降低了氢氧根离子的反应级数。综合各类实验结果推知,Ni是主要的催化活性物质,Co具有辅助催化作用,其主要体现在两个方面,一是电子效应,Ni 3d电子向Co的d电子轨道转移,可以提高Ni 3d轨道的空缺率,增强对甲醇和中间体的吸附能力,有利于甲醇的吸附、脱氢氧化;二是激发Ni OOH活性物低电位生成效应。此外认为,Ni–B–Co纳米粒子本体与溶液之间形成了电化学催化层界面相。（3）制备了不同Cu掺杂量的非晶态Ni–B–Cux纳米粒子。TEM测试结果显示,Ni–B–Cu0.02纳米粒子的粒径约为8nm,Ni–B–Cu0.05纳米粒子的粒径约为6nm,Cu掺杂减小了Ni–B–Cu纳米粒子的粒径;由XPS测试结果可知,Ni和B的电子结合能均减小,Cu的d电子转移给了Ni原子,Ni原子负电荷量相对Ni–B略有增大;电化学性能实验结果表明,Ni–B–Cux甲醇电氧化的峰电流随着Cu掺杂量的增加呈先增大后降低的趋势,Ni–B–Cu0.02的电催化活性相对最高,相对于Ni–B,大约提高了45.09%;但Cu含量较高时（≥0.02）,Ni–B–Cux中毒速率增大;另外,甲醇和氢氧根离子的反应级数均随Cu含量增加先增大后减小。经理论分析认为,Cu对Ni–B–Cux催化活性的影响因素主要体现在三个方面,一是电子效应,即Cu 3d电子向Ni 3d带的转移会减弱Ni 3d轨道对甲醇和中间体的吸附能力;二是Cu可以促进Ni OOH的生成;三是Cu（Ⅲ）可以作为新的催化活性位点与Ni活性位点共同起到吸附、脱氢、中间体氧化的作用。（4）制备了不同Cr掺杂量的Ni–B–Crx纳米粒子。TEM结果显示,掺杂Cr元素,可明显减小Ni–B–Cr的粒径,甚至达到约5nm;XPS测试结果表明,与Ni–B相比,Ni–B–Crx的B1s的电子结合能一致,Ni的电子结合能随Cr含量增加逐渐减小,Ni原子负电荷量相对Ni–B略有增大;由电化学实验结果可知,Cr含量较低的Ni–B–Cr0.02纳米粒子上甲醇电氧化峰电流与Ni–B相当,Cr含量较高的Ni–B–Cr0.05甲醇电氧化峰电流显著降低,Cr元素的掺杂降低了Ni–B–Cr纳米粒子的电催化活性,但是提高了Ni–B–Cr活性稳定性。Cr元素掺杂对Ni–B纳米粒子的电催化活性的影响,主要体现在激发Ni OOH活性物低电位生成效应、铬酸盐钝化与电子效应三个方面。（5）对比Co、Cu和Cr掺杂的电子效应显示出这样的影响规律:当Ni的d电子数少量失去时,会增强Ni 3d轨道对甲醇和中间体的吸附能力,提高甲醇吸附、脱氢氧化的速率,从而提高了Ni–B纳米粒子氧化甲醇的催化活性;但当Ni的d电子数失去过多时,反而由于对甲醇和中间体的吸附能力过大,不利于甲醇的氧化。当Ni 3d轨道得到电子时,减小了Ni 3d轨道对甲醇和中间体的吸附能力,不利于甲醇的吸附和脱氢氧化。