直接甲醇燃料电池(DMFCs)其结构简单，体积小，质量轻，比能量高，维修方便，容易操作，是便携式电子设备、移动电话和电动汽车的理想动力能源，一直是近年来研究的热门领域。甲醇的电催化氧化多采用以铂为电极材料，但由于电池阳极氧化中间产物一氧化碳易使电极材料中毒，导致其催化活性降低甚至失去活性，且所用电极材料多为贵金属，成本较高，因此当前的研究一直致力于寻找能够改善铂催化剂抗中毒能力的方法和降低电极材料的成本两个方面。本文以镍铬铁合金为基体，在其表面采用循环伏安法均匀电沉积一层球形金属微粒，制成了一系列催化性能高、稳定性好，使用寿命长的球型微粒电极。具体研究工作如下： 一.Pt-Ru微粒修饰镍铬铁合金电极对甲醇的电催化氧化 以镍铬铁合金为基体，采用循环伏安法在其表面制备了Pt-Ru微粒电极。通过扫描电镜表征电极的表面形貌呈球形，利用循环伏安和计时电流法考察了电极的电化学性质。结果表明沉积的Pt-Ru微粒层完全改变了基体电极的电化学性能，对甲醇的电氧化显示了较高的催化活性。不仅保持了Pt-Ru微粒电极的催化活性，并且极大的降低了贵金属的使用量。此外，Ru的加入也在一定程度上减缓了电极表面的自中毒现象，提高了电极的抗中毒能力。在相同实验条件下，Pt-Ru微粒电极对甲醇的电催化氧化能力远高于纯Pt电极，表现出较好的电催化性能。有望用作燃料电池的电极材料。 二.Pt-Sn微粒修饰镍铬铁合金电极的制备及电催化氧化性能 通过电化学方法在镍铬铁合金电极表面沉积一层球形Pt-Sn金属微粒，制得Pt-Sn微粒电极。实验结果表明沉积的Pt-Sn微粒层完全改变了基体电极的电化学性能，不仅保留了贵金属Pt的催化活性，同时Sn的加入减弱了甲醇氧化中间产物造成的电极表面自中毒程度，提高了电极的抗中毒能力。在相同实验条件下，Pt-Sn微粒电极对甲醇的电催化氧化能力比纯Pt电极高10多倍，表现出较好的电催化性能。并且该电极成本低廉，制备简单，性能稳定，对环境友好无污染，使用寿命相对较长，是一种发展前景较好的电极材料。 三.镍铬铁合金负载球形铂微粒电极对甲醛的电催化氧化 在镍铬铁合金基体上，采用连续循环伏安扫描手段，电化学沉积制备了球形Pt微粒电极，研究了甲醛在该电极上的电化学行为，结果表明该电极对甲醛的电催化氧化具有较好的催化性能，而且其催化活性与其负载量有关，在相同实验条件下，该电极的催化活性比纯Pt电极高10多倍。同时该电极大大降低了贵金属Pt的用量，制备简单，使用寿命长，稳定性和重现性好。 四.微米银电极的制备及对血红蛋白的电化学行为 以镍铬铁合金电极为基体，采用循环伏安法电沉积制成了一种银微粒电极。通过扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安法及线性扫描伏安法考察了电极的表面形貌和电化学性能，研究了血红蛋白在该银微粒电极上的直接电化学行为。实验结果表明，血红蛋白在pH=4.53的NaAc-HAc的缓冲溶液中有一对准可逆的氧化还原峰，为Hb血红素辅基Fe(III)/Fe(II)电对的特征峰。实现了血红蛋白在电极上的快速直接电子转移并有较好的电流响应。在1×10-6mol.L-1-2×10-5mol.L-1范围内具有良好的线性关系。另外该电极制作成本十分低廉，制作简便，电极性能稳定，有望用于蛋白质的实际分析测试和Hb的第三代生物传感器的研制和开发。