直接甲醇燃料电池具有较高的能量密度和对环境污染小等优点,被看作是一种极具发展前途的清洁能源设备之一。目前,铂基合金纳米材料是最常用的DMFC催化剂,但是由于铂资源稀缺、价格昂贵和催化剂的活性和稳定性差,制约了DMFC的商业化应用。因此,在保证高活性和高稳定性的同时,制备具有低载铂量的催化剂是当前的研究重点。本论文采用液相化学法,设计可控的具有高指数晶面壳层的一维铂基合金催化剂。本论文的主要研究内容及结果如下:(1)通过使用极细的钯纳米线做模板诱导PtCoNi外延生长,合成直径仅有9nm左右的螺旋状的Pd@PtCoNi纳米线,通过化学刻蚀法将钯芯去除得到PtPdCoNi纳米管,纳米线和纳米管的合金壳层暴露出丰富的高指数晶面。这种一维核壳结构不仅降低铂的用量,还为氧还原提供了更多的活性位点,都表现出优于商业铂碳的质量活性和比活性。其中,Pd@PtCoNi纳米线的质量活性和比活性分别是商业铂碳的7.37倍和8.16倍;PtPdCoNi纳米管的质量活性和比活性9倍和15.86倍。在10000圈的循环稳定性测试后,Pd@PtCoNi纳米线和PtPdCoNi纳米管的质量活性仅损失了10%和8%。(2)通过使用不同直径的钯纳米线作模板,探究影响这种高指数晶面壳层合金的形成影响。实验发现当纳米线的直径越粗,Pt在Pd纳米线外面只能自成核形成纳米颗粒,无法暴露出高指数晶面。只有当钯纳米线极细,才能形成这种具有高指数晶面合金壳层的一维纳米结构。(3)通过使用液相化学法,将极细的钯纳米线做模板诱导PtRu外延生长,合成直径仅有11nm左右的起伏状的Pd@PtRu纳米线,通过化学刻蚀法将钯芯去除得到PtPdRu纳米管,纳米线和纳米管的合金壳层暴露了丰富的高指数晶面。由于高指数晶面为催化提供更多的活性位点,合金化作用提高了催化剂的CO抗中毒能力,Pd@PtRu纳米线和PtPdRu纳米管表现出优异的甲醇氧化性能。经过4800s的时间电流测试后,Pd@PtRu纳米线和PtPdRu纳米管始终保持高于商业铂碳的甲醇氧化性能。并通过研究加入不同金属前驱体浓度制备了壳层最薄的极细纳米线。