能源危机和环境污染是当今世界面临的两大难题,燃料电池在此背景下迅速发展。但是,燃料电池的发展受到了耐久性差、生产成本昂贵和燃料供给设施欠缺等因素的限制,其中,氢的大规模储存和运输是一个巨大的难点。相对于氢气,乙醇由于其原料广泛、运输储存安全等特点受到广泛关注。因此,直接乙醇燃料电池（DEFC）也因其简单的配置系统、重量轻和较高的发电效率受到越来越多科研人员的研究。然而,在直接乙醇燃料电池阳极发生的乙醇氧化反应（EOR）过程十分复杂,C-C键断裂困难,动力学缓慢。当前,钯（Pd）是直接乙醇燃料电池研究最为广泛的阳极催化剂,但Pd是一种稀有的贵金属,将其引入广泛的应用会导致其市场价格不可逆转地上涨,而且纯Pd催化剂难以满足实际的应用需求。因此,基于Pd构建高效的直接乙醇燃料电池阳极催化剂具有重要的研究价值。本论文分别制备了三维（3D）分层的Pd Ag合金纳米片,表面氮化处理的Pd Cu合金纳米片和表面粗糙化处理的Pd纳米片,并对各催化剂的形貌结构进行了表征分析,同时对其电催化活性、稳定性和抗毒化能力等进行了研究与分析。其主要内容如下:（1）采用一氧化碳（CO）还原方法制备了富含缺陷的3D分层超薄Pd Ag合金纳米片,其厚度约7个原子层。研究发现,适当比例的Pd/Ag前驱体在实现这种新型结构中表现出重要的作用。对于EOR,优化后的Pd7Ag3 NS/C的峰电流密度高达9365.9 m A mgPd-1,远高于Pd3Ag1 NS/C,Pd5Ag3 NS/C和Pd NS/C催化剂。同时,Pd7Ag3 NS/C催化剂在电化学稳定性等方面也表现更加出色。Pd7Ag3 NS/C催化剂性能高度增强的机制主要归因于引入适量的Ag元素,优化了Pd的结合能,加速电荷转移;3D分层互连的超薄纳米片结构促进了传质,加速反应动力学,并作为稳定的骨架缓解奥斯特瓦尔德熟化,降低总表面自由能以实现高电化学稳定性。此外,丰富的原子空位和孪晶缺陷被认作活性位点以高度提升催化性能,特别是峰电流密度。（2）通过简便的氮气等离子体处理制备了一种表面氮化Pd Cu纳米片新型催化剂,研究发现,其ECSA高达179.1 m~2 gPd-1,对EOR的质量活性高达12.8 A mgPd-1。此外,与其他四个对照样品相比,N-Pd60Cu40 NS的稳定性也有显著提升。N-Pd60Cu40NS的增强机制主要归因于Cu的引入和表面氮化之间的协同作用,从而降低阻抗但增强抗毒化能力。其中,表面氮化修饰了Pd的电子结构,降低了Pd的d带中心,使得Pd与CO的成键减弱,从而使得CO更易脱附或进一步氧化,提高N-Pd60Cu40NS催化活性并改善抗CO中毒能力。同时,N-Pd60Cu40 NS催化剂稳定性的提升可能是因为N-Pd键的存在使得结构具有更好的结构稳定性。（3）通过分步法设计合成了一种表面粗糙的Pd纳米片催化剂,过氧化氢对粗糙表面的形成具有重要作用。电化学测试研究发现,与Pd NS相比,制备的RS-Pd NS作为EOR催化剂时表现出高度增强的催化活性,其ECSA高达43.75 m~2 gPd-1,质量活性高达4000 m A mg-1Pd。增强的催化活性归因于独特的粗糙表面结构,提供了大的表面积/体积比与丰富的原子边缘和台阶,作为活性位点改善催化剂的催化活性。同时也为快速传质提供有效的通道,降低了电荷转移阻力,极大地促进反应物进入电极内表面,进而加速反应动力学。