燃料电池是一种高能效、低污染的能源转换装置,它的开发和利用能够在一定程度上缓解当今社会所面临的能源危机和环境污染问题。质子交换膜燃料电池(PEMFCs)利用氢气或甲醇等作为燃料,将燃料中含有的化学能转化为电能。其中,发生电化学反应的阴阳两电极上,载有提高反应动力学的铂基催化剂层。由于贵金属铂的价格高、储量低,大大阻碍了PEMFCs的商业化应用。为了降低制造成本,在保证催化性能的前提下,尽量减少铂使用量显得尤为重要。尺寸、成分、形貌、表面结构、成分分布等因素对催化剂的催化性能有着极其重要的影响。本论文从以上几个因素出发,设计合成形貌与成分可控的三元铂基催化剂,具有高指数晶面、表面富铂等特点,不仅降低了催化剂中的铂含量,更有效提高了对于氧还原或甲醇氧化反应的催化性能。利用简单的一锅溶剂热法,油胺(OAm)作为还原剂、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂,我们首先合成了三元合金Pt Pd Cu六足内凹菱形十二面体(HCRDs),具有深度凹陷的菱形十二面体中心和在其{100}顶点上选择性生长的六个臂。根据对比实验,证实了Br离子在该合成反应中起到氧化刻蚀与结构引导的作用,而在反应后期,原子的位置选择性沉积会发生在化学能更高的晶面上。由于各元素相互间的协同效应、电子效应,内凹结构扩大了比表面积,以及延伸臂上覆盖着丰富的高指数晶面,PtPdCuHCRDs对于氧还原及甲醇氧化的电催化活性及稳定性比起商业Pt/C有显著的提升。改变前驱体种类以及实验条件,溶剂热法合成纳米晶后再利用酸刻蚀,我们合成了另一种三元合金Pt Ag Cu内凹枝晶纳米棒(EDNRs),具有五重孪晶晶体结构,纳米棒侧面深度内凹,并且各孪晶界上有序生长了枝晶。刻蚀过程使得Pt Ag Cu EDNRs的Cu含量相对减少,枝晶相对伸长。通过对比试验,说明纳米棒的形成以及轴向生长,来源于Br离子对{100}晶面的选择性吸附作用,使得原子只在端面{111}晶面沉积而沿着<110>晶轴生长。对于甲醇氧化反应,PtAgCuEDNRs比起商业Pt/C有着更好的活性、稳定性以及抗CO毒化性能。