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质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种直接将化学能转换成电能的装置，由于其不受卡诺循环的限制，具有能源转换效率高、燃料多样化、环境友好等优点。目前，缓慢的阴极氧还原反应(ORR)和甲醇氧化反应(MOR)以及铂催化剂价格昂贵、稳定性差、易中毒等缺点一直是制约质子交换膜燃料电池商业化的重要因素。因此寻找一种高效的、低成本的催化剂已经成为PEMFC的研究重点。本文在Pt催化剂中引入过渡金属Cu和Au，它们能改变催化剂的电子结构，能够有效的提高催化剂的活性和稳定性。 为了合成出PtAuCu三元纳米催化剂，本文采用了共还原法、连续置换法、油胺还原法和溶剂热法制备了一系列PtAuCu纳米催化剂。研究发现，共还原法、连续置换法、油胺还原法制备的PtAuCu纳米催化剂为合金，十八胺和乙二醇为还原剂溶剂热法制备的催化剂为核壳结构。而且，连续置换法和十八胺溶剂热法制备的PtAuCu纳米催化剂的ORR、MOR活性以及抗中毒能力都明显优于Pt/C，其中连续置换法制备的PtAuCu纳米催化剂的电化学性能最佳。因此，本文认为连续置换法是制备PtAuCu纳米催化剂的可选合成方法。 为了进一步研究PtAuCu/C纳米催化剂组成及结构对电化学性能的影响，本文采用连续置换法制备了不同金属比例的PtAuCu三元纳米催化剂。XRD、TEM和XPS结果表明Au、Cu的存在改变了Pt的电子结构，进而影响了明显地提高了PtAuCu三元纳米催化剂的ORR和MOR的电化学活性、稳定性以及抗中毒能力。其中Pt10Au10Cu64催化剂体现了最佳的ORR和MOR催化活性，Pt10Au3Cu44具有优异的稳定性。同时，还发现PtAuCu/C在0.1 M HClO4溶液中随着Cu的不断溶解，发生电化学去合金化，去合金化后的PtAuCu催化剂形成了富PtAu的表面，最终形成了中空的球状结构。