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醇和甲酸电催化氧化的研究是燃料电池领域重要的内容之一。虽然Pt和Pt基催化剂对醇和甲酸氧化具有优异的电催化活性,但金属Pt的价格昂贵、资源稀缺、易中毒等缺点,使其应用受到了限制。而金属Pd的价格相对便宜,在碱性介质中对醇和甲酸氧化的催化效果较好,所以,Pd是代替Pt催化剂较好的选择。在本论文中,制备了一系列的Pd基催化剂,并研究了它们对醇和甲酸氧化的电催化活性。然后将其应用于无膜直接醇燃料电池中,测试了电池的放电性能。主要内容如下:（1）采用化学还原法,以乙二醇和水的混合溶液为反应溶剂,硼氢化钠（NaBH4）为还原剂,制备了碳纳米管（CNT）负载的Pd/CNT、双金属Pd7Ag3/CNT、Pd7Sn2/CNT和三金属Pd7Ag1Sn2/CNT、Pd7Ag2Sn2/CNT和Pd7Ag3Sn2/CNT催化剂。利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等测试手段对催化剂进行了表征。相比Pd/CNT和双金属Pd-Ag、Pd-Sn催化剂,三金属Pd7Ag2Sn2/CNT催化剂颗粒更加均匀地分散在CNT表面,平均颗粒尺寸为2.4 nm。Pd-Ag和Pd-Ag-Sn催化剂中的金属Pd和Ag之间形成了合金。所制备催化剂对乙醇氧化的电活性通过循环伏安（CV）、计时电流（CA）和交流阻抗（EIS）进行了测试。结果表明,在所制备的催化剂中,Pd7Ag2Sn2/CNT表现出最高的峰电流密度和稳态电流密度,其稳态电流密度是Pd/C催化剂的32.3倍。此外,Pd7Ag2Sn2/CNT和Pd7Ag3Sn2/CNT催化剂对乙醇氧化具有较高的质量活性,分别是2.29和2.30 A·mg-11 Pd,表明Pd颗粒对乙醇氧化的利用率较高。（2）采用CV、CA等电化学测试方法测试了所制备的Pd基催化剂在酸、碱介质中对甲酸氧化的电活性。结果表明,在酸性和碱性溶液中,三金属Pd-Ag-Sn/CNT催化剂对甲酸氧化的电流密度均高于Pd/CNT和双金属PdAg/CNT或PdSn/CNT。酸性中,Pd7Ag2Sn2/CNT催化剂的最大峰电流密度为108.8 mA·cm-2,相应的Pd质量活性为1364mA·mg-1;碱性中,最大峰电流密度为211.3 mA·cm-2,相应的Pd质量活性为2640mA·mg-1。这些结果远远大于商业Pd/C的电流密度。结果表明,三元Pd7Ag2Sn2/CNT催化剂对甲酸氧化具有优异的电催化活性。（3）提出了一种金属纳米颗粒原位沉积的新方法:首先将金属钯盐（或钯盐+镍盐）、碳纳米管（CNT）与Nafion溶液形成分散液;然后将它均匀地涂覆在碳纸（CP）表面;最后,将该碳纸浸没在NaBH4溶液中,碳纸上的金属盐与NaBH4充分反应,形成的金属纳米颗粒直接原位沉积在CNT表面,得到相应的催化剂Pd-situ/CP和PdNi-situ/CP。同时,作为对比,采用传统的NaBH4还原法制备了Pd/CP催化剂。所制备的Pd-situ/CP催化剂的颗粒尺寸为1524 nm,Pd9Ni1-situ/CP为811 nm,Pd8Ni2-situ/CP为814 nm。在1.0 mol·L-11 NaOH溶液中,通过CV、CA和EIS等电化学手段测试了它们对乙醇氧化的电活性。结果表明,以原位沉积法制备的催化剂（Pd-situ/CP,Pd9Ni1-situ/CP和Pd8Ni2-situ/CP）对乙醇氧化表现出比Pd/CP更高的电催化活性和稳定性。这个制备催化剂纳米粒子的新方法很简单,并且省略了催化剂颗粒的过滤步骤,所以几乎不会导致催化剂颗粒的损失。（4）以Co掺杂的苯胺和吡咯的共聚物（PANI-PPY）为前驱体,通过高温热解处理得到了Co/PANI-PPY催化剂。然后,取适量的催化剂,加入30%的酸化CNT,球磨得到Co/PANI-PPY/CNT催化剂。利用线性扫描伏安法测试了催化剂对氧还原的催化活性。结果显示,碱性溶液中,两个催化剂的氧还原反应起始电位均在-0.07 V左右,当转速为2000 rpm时,Co/PANI-PPY和Co/PANI-PPY/CNT的极限扩散电流密度分别为3.61和3.82 mA·cm-2,表明Co/PANI-PPY/CNT对氧还原的催化活性更好。分别以Co/PANI-PPY和Co/PANI-PPY/CNT作为阴极催化剂,以Pd/C、Pd/CNT和Pd7Ag2Sn2/CNT为阳极催化剂,以NaOH溶液为电解质组装了无膜直接醇燃料电池。以乙醇、正丙醇和异丙醇为燃料,并测试其放电性能。结果显示,当以Pd7Ag2Sn2/CNT为阳极催化剂,Co/PANI-PPY/CNT为阴极催化剂时,电池的最大功率密度值最高,放电较稳定。在乙醇、正丙醇和异丙醇中的最大的功率密度分别为为1.62、1.71和0.82 W·g（Pd）-1,放电结束时的电流密度分别为12.8、16.5和6.4 mA·cm-2。与有膜直接醇燃料电池的测试结果相比,三种醇中最大功率密度均相差不大,说明无膜直接醇燃料电池的放电性能较好,并且降低了燃料电池的生产成本。