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质子交换膜燃料电池（PEMFCs）因其具有能量转换效率高、低温启动和环境友好等优点,在全世界引起了广泛的关注。电催化剂是PEMFCs的核心材料,其催化性能直接影响到电池的性能、使用寿命和成本。发展低成本,高性能的氧化还原催化剂是实现燃料电池商业化的关键。二元无序Pt基合金催化剂是目前应用最广泛的氧还原催化剂之一,但是在燃料电池运行过程中,仍然存在着稳定性较差、催化活性不够高、贱金属溶出等一系列问题。为了解决上述问题,本文利用空间限域和高温界面扩散原理,制备结构有序三元合金,探索合金组成、结构等对催化活性和稳定性的影响规律。研究结果表明,在PtCo二元有序合金的基础上加入第三种金属Fe和Ni,不仅能保持其原有的有序结构,并且可以进一步调节催化剂电子结构,提高其催化性能。研究结果显示,PtCoFe体系比PtCoNi体系具有更加优异的氧还原催化活性和稳定性。电化学测试结果显示,以PtCoFe-1-0.6（表示催化剂中摩尔比Pt:Co:Fe=1:1:0.6）催化剂有最优的氧还原催化活性,在0.9V下其质量活性和比表面活性分别为1.43 A/mgPt和2.23 mA/cm2,比二元有序PtCo-1（表示催化剂中摩尔比Pt:Co=1:1）催化剂(0.97 A/mgPt、1.34 mA/cm2)分别提高了1.5倍和1.7倍,比商业化Pt/C催化剂(0.17 A/mgPt、0.23 mA/cm2)分别提高了8.4倍和9.6倍。在20000圈老化测试之后,其氧还原极化曲线半波电位只衰减了8 mV,优于PtCo-1催化剂（13mV）和商业Pt/C催化剂（32 mV）。其次,我们在PtFe和PtNi二元合金基础上进一步添加第三种合金元素Fe、Co、Ni。研究发现,与二元合金相比,这些三金属的合金催化剂都能够在保持其有序结构的同时,展现出更高的催化性能。其中PtFeCo-1-0.6（表示催化剂中摩尔比Pt:Fe:Co=1:1:0.6）催化剂有最优的氧还原催化活性。在0.9V下其质量活性和比表面活性分别为1.69 A/mgPt和2.18 mA/cm2,比二元有序PtFe-1（表示催化剂中摩尔比Pt:Fe=1:1）催化剂(0.81 A/mgPt、0.91 mA/cm2)分别提高了2.1倍和2.4倍,比商业化Pt/C催化剂(0.17 A/mgPt、0.23 mA/cm2)分别提高了9.9倍和9.4倍。在20000圈老化测试之后,其氧还原极化曲线半波电位仅衰减了11mV,PtFe-1催化剂衰减了16mV,而商业Pt/C催化剂衰减了32mV。对比研究的三种体系,以PtFe合金为基础的三元有序合金整体催化活性要优于以PtCo、PtNi合金为基础合成的三元有序合金,其中的PtFeCo-1-0.6催化剂表现出最佳的催化性能。