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近些年来,随着能源、制药等产业的不断发展,工业上对金属纳米催化剂的需求以及要求越来越高。设计并制备稳定高效的金属纳米催化剂,对于推动工业发展和科技进步具有重要意义。贵金属在大部分化学反应中往往具有更高的催化活性,但由于储量少的问题导致其大规模使用受到了限制。通过改变催化剂结构,调控催化剂活性组分含量,提高贵金属催化剂的催化活性,并探究影响催化剂性能的关键因素,是实现贵金属催化剂大规模使用的有效途径。基于以上研究背景,本论文以设计并制备高效稳定金属纳米催化剂为目标,做了如下探索性工作:1.Fe-P单核金属聚合物及FePt-P异核双金属聚合物的合成及表征。我们以二茂铁甲醛和氯铂酸钾为原料,通过多步有机化学反应,合成了一系列含Fe的单核金属聚合物和含FePt的异核双金属聚合物。然后通过核磁共振,红外吸收光谱,热重分析等测试手段对反应中间体以及聚合物的结构和热稳定性进行表征,测试结果显示Fe-P聚合物的热分解温度都大于225 oC,而所有FePt-P聚合物的热分解温度都大于300 oC,表明所有金属聚合物均具有良好的热稳定性能。2.FePt合金纳米粒子的制备及表征。通过在不同温度下（5001000oC）高温热解上述合成的聚合物,我们得到了一系列FePt合金纳米粒子（FePt NPs）,分别记为FePt-500,FePt-600,FePt-700,FePt-800,FePt-900,FePt-1000)。通过XRD测试分析得知上述FePt NPs均为L10晶相,且随着分解温度的升高,FePt的结晶性越来越好。通过TEM测试发现,分解温度不同,所形成的FePt NPs粒径也不同。热重测试曲线表明所制备的FePt NPs具有良好的热稳定性（Td>325 oC）。3.FePt NPs电催化性能研究。将上述制备的FePt NPs作为阴极催化剂分别应用于析氢反应（Hydrogenation Evolution Reaction,HER）和氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）。通过测试FePt NPs在酸性电解质中HER极化曲线发现,FePt-900显示出最高的HER催化活性,电流密度j=10 mA cm-2时,FePt-900催化剂的过电势为34 mV(j=10 mA cm-2),接近于商业催化剂Pt/C（10 wt%）的28 mV,我们认为FePt NPs颗粒尺寸和结晶性共同决定了HER催化活性。通过测试FePt NPs在碱性电解质中ORR极化曲线发现,FePt-800显示出最高的ORR活性,FePt-800的起始电位为0.93 V,半波电位为0.73 V,我们初步认为FePt NPs的颗粒尺寸是决定ORR活性的主要因素。4.用于苯环加氢反应的高活性和选择性加氢催化剂制备。我们设计并制备了分别以PN-CeO2（Porous nanorods CeO2）,NR-CeO2（Nanorods CeO2）,NP-CeO2（Nanoparticles CeO2）,SiO2,和TiO2为载体的Ru纳米催化剂（即Ru NPs/PN-CeO2,Ru NPs/NR-CeO2,Ru NPs/NP-CeO2,Ru NPs/SiO2和Ru NPs/TiO2）,其质量负载率均为1 wt%。苯甲酸乙酯加氢反应测试表明Ru NPs/PN-CeO2具有最高反应活性,且对苯环加氢的选择性为100%,而Ru NPs/SiO2,Ru NPs/TiO2几乎没有反应活性。5.高效萘选择性加氢反应催化剂。我们分别制备了以活性炭（AC）,炭黑（VXC72）,碳纳米管（CNT）为载体的Ru纳米催化剂（即Ru NPs/AC,Ru NPs/VXC72和Ru NPs/CNT）,其质量负载率均为5 wt%,平均颗粒尺寸均小于2 nm。萘选择性加氢反应测试表明不同碳载体负载的Ru纳米催化剂活性差异很大,其中Ru NPs/AC具有最高的反应活性和选择性。