直接醇类质子交换膜(direct alcohol proton exchange memb：rane fuelcell，DA-PEMFC)燃料电池作为一种新兴能量转换装置，在能源领域有潜在应用。其中研究最多的是以甲醇为燃料，因为相对于氢来说，甲醇能量密度高，价格低，便于运输和储存。然而甲醇有毒，尤其易于侵蚀人体的神经系统；甲醇氧化动力学过程缓慢；而且甲醇渗透仍然是直接甲醇燃料电池商业化进程的主要瓶颈之一。乙醇是一种最有希望的甲醇替代燃料，可由农副产品，即生物质通过发酵制得，具有来源丰富、毒性低、零排放等优点，是一种完全可再生的能源。 Pt基催化剂是目前燃料电池的主要催化剂，但是Pt高的价格制约着其商业化的进程。因为Pd在地球上的贮量是Pt的五十倍，资源比较丰富。本工作试图尝试用Pd代替Pt作催化剂的可行性以及不同载体对Pd催化剂的影响。另一方面，在碱性条件下电极的动力学速率比在酸性条件下快，可使用少Pt或非铂催化剂。但是目前非铂催化剂仍然处于探索阶段。与传统碳黑载体相比，碳纳米管作为新型炭材料具有一些独特的性质，如高的比表面积、电导率高等，碳纳米管作为催化剂载体应用于诸多方面，在醇类燃料电池中也引起广泛关注。 因此，本论文重点是研究在碱性条件下乙醇阳极催化剂，考察Pd基催化剂对乙醇氧化性能的影响，并且探索不同载体对催化剂的性能的影响。 首先，本文探索电解质溶液和温度对Pt/MWCNT催化剂对乙醇电催化活性的影响。在室温(298 K)条件下，于碱性溶液中，Pt/MWCNT催化剂对乙醇电氧化活性比在酸性溶液中高，在碱性溶液中，乙醇氧化的峰电流密度达到41mA/cm<2>，而在酸性溶液中乙醇氧化的峰电流密度只有27.9 mA/cm<2>；而且乙醇氧化的起始电位比酸性的负移了400mv。温度升高有利于Pt/MWCNq、催化剂对乙醇氧化活性的升高，尤其在酸性条件下，随着温度从298 K升高到323 K，乙醇氧化的峰电流密度明显提高，达到61 mA/cm<2>。在碱性溶液中，乙醇氧化的峰电流密度为64 mA/cm<2>。这一结果说明，升高温度利于加快乙醇的氧化反应动力学，尤其在酸性溶液中，温度的促进效应更明显。 作为对比研究，我们又考察了碱性条件下，Pt/MWCNT催化剂对于甲醇氧化反应，随着温度的升高，甲醇氧化的峰电流密度随之增大，甲醇氧化的起始电位有所负移。而且随着温度变化甲醇氧化反应的控制步骤发生变化。当温度小于323 K时，甲醇氧化反应是扩散控制，而温度大于343 K时，甲醇氧化的动力学过程不完全由扩散控制，而其中包含着表面过程。其次，本文分别采用碳纳米管(MWCNT)、碳黑(XC-72)和活性碳(ACF)纤维作为催化剂载体，用微波间歇加热法制备了Pd基催化剂，并研究了其对乙醇和甲醇的电氧化性能的影响。结果表明，碳纳米管担载的Pd催化剂对醇电氧化的活性最高。乙醇在Pd/C催化剂上的起始电位比Pt/C催化剂的起始电位负移了约100 mV左右。Pd/MWCNT较高的醇氧化性能不仅与MWCNT的高的活性表面积有关，而且和Pd与载体MWCNT之间的协同作用有关，同时与也其电荷的传递阻力有关。 最后，本文探索了Pd-Pt/C双金属催化剂在碱性条件下对乙醇的氧化性能，结果表明，添加Pt后，Pd-Pt/C催化剂对乙醇的氧化活性明显提高。当Pd和Pt的原子比为2：1时，Pd-Pt/C催化剂显示出最好的乙醇氧化活性。在Pd<,2>/Pt<,1>的催化剂上，乙醇的起始氧化电位比E-Tek Pt/C催化剂上的负移了150mV，比Pd/C催化剂的负移了100mv。添加Pt后，增强了Pd-Pt/C电催化剂抗乙醇氧化中间物毒化的能力。同时降低了对乙醇氧化反应的电荷传递阻力。这可能是Pd-Pt/C电催化剂对乙醇氧化反应呈现出较高活性的因素之一，进一步工作仍然在进行中。 值得关注的是本文提出一种新的利用活性氢自还原金属的方法，活性氢通过电沉积Pd在ITO的表面过程中形成。伴随着金属的沉积，氢储存在Pd膜中，同时还原Pd上的金属。SEM表征结构表明Pd颗粒均匀分布在ITO表面。Pd的尺寸和形状随沉积时间的不同发生变化，这意味着Pd的尺寸和形状可以通过优化实验条件来控制。电化学性能测试表明Pt-Pd/ITO对乙醇电氧化活性要比Pd/ITO高，这可能是吸附在Pt上的乙醇脱氢溢流到Pd位上，Pt活性位上氢的迅速脱出加速了乙醇的吸附和脱氢，从而使乙醇氧化动力学得以提高。