直接甲醇燃料电池(DMFC)由于具有能量密度高、环境友好、便于携带与储存等优点,因此在移动电源、便携式电子产品电源等领域具有广阔的应用前景,但阳极催化剂低的活性和稳定性等缺点阻碍了其实际应用。目前Pt基催化剂是被证明催化活性最高的DMFC阳极催化剂,而Pt基催化剂的结构、形貌和粒度等特性决定着其本征催化活性,因此开发一种简单、有效的方法来调控其上述特性以促进Pt催化效率的最大化发挥是实现甲醇燃料电池商业化应用的关键策略。石墨烯,作为一种新颖的二维碳纳米材料,其无与伦比的比表面积和导电性赋予了其作为催化剂载体的优异特性。更为重要的是,通过化学氧化还原法制备的石墨烯,其表面具有丰富的活化位点以及缺陷,有利于修饰更多的功能性基团,从而通过一定的相互作用可调控Pt的生长机制和催化活性。另一方面,通过构建Pt/石墨烯基多维复合体系,可以在一定程度上调控并优化催化剂的微纳结构、形貌及粒度,从而使得催化剂的催化性能以及甲醇催化氧化反应动力学得到提高。基于以上设计思路及目标,本论文主要从Pt/石墨烯基复合材料的研制方面探讨如何调控Pt的结构、形貌及粒度以提高其催化活性和稳定性。所开展的研究工作主要包括以下三个方面：(1)以石墨烯为载体采用电沉积法制备了石墨烯/PtCo复合催化剂,并着重探讨了PtCo原子比例对于催化剂形貌及催化性能的影响。研究结果表明,石墨烯能够促进PtCo纳米粒子的均匀负载,而当PtCo比例为1：2.93时效果最好,并且该组成的催化剂表现出了对甲醇最高的催化活性和稳定性。(2)利用普鲁士兰对石墨烯进行改性,并采用电沉积法在此基体上制备了形貌规整的Pt纳米粒子。研究结果表明,普鲁士兰的多孔特性以及丰富的活性位点可在一定程度上加速Pt的有效沉积以及均匀分布,所制备的Pt/普鲁士兰/石墨烯复合催化剂表现出较高的催化甲醇氧化性能。(3)以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐对石墨烯进行功能化,进一步以此为基体生长Pt纳米粒子。研究发现,离子液体间以及与石墨烯之间的特殊相互作用,使得复合物内的相平衡特性以及离域行为都发生了不同程度的改变,从而促进了Pt纳米粒子的均相生长,提高了其分散度和稳定性,并最终使其对甲醇的催化氧化活性和稳定性大大增强。