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贵金属铂(Pt)是工业领域中十分重要的一种催化剂,广泛应用于燃料电池阴极和阳极催化剂以及有机小分子催化反应。但是Pt来源稀少,价格昂贵并且在催化反应过程易CO中毒,这些缺点阻碍了它的商业化进程。因此如何提高贵金属Pt的使用效率以及寻找相关的替代催化剂是一项十分有意义的研究课题。材料科学家们发现在贵金属Pt的晶格中掺入过渡系金属Fe,Co,Ni,Cu等形成的合金不仅能有效地降低贵金属Pt的使用量,而且由于Fe,Co,Ni,Cu的加入改变了贵金属Pt电子结构以及非贵金属与Pt之间的协同效应使得Pt基合金在许多催化反应中表现出非常优异的催化活性。因此开展高效Pt基合金纳米晶的研究成为缓解能源危机的一种非常有效的方法。Pt基纳米晶的催化性能与其尺寸、组分、表面结构密切相关,因此可以通过调控这些性能影响因素来提高Pt基合金纳米晶的催化性能。从调控表面结构方面来说,高表面能晶面裸露的纳米晶由于比低表面能的纳米晶有更多的低配位的原子、台阶位和扭结原子从而提供了更多的催化活性位点,因此催化活性更高。但是,从热力学上来说,晶体在生长过程中更倾向于形成低表面能晶面裸露的凸多面体,有着高表面能晶面裸露的内凹结构的纳米晶远没有低表面能晶面裸露的凸多面体的纳米晶稳定,并且随着内凹结构的生长过程的进行,由于其比表面积不断增大等,导致内凹结构的纳米晶的生成十分困难。从组分调控方面来讲,由于不同金属元素的原子半径和原子电负性差异,因此调控合成特定组成的Pt基合金显得十分困难。本论文以Pt-Co合金为例,主要针对其表面结构和组分调控进行研究,主要研究进展和成果如下:(一)在油胺油酸体系中,通过调控甲醛溶液和前驱体投料比,成功地合成出高度内凹菱形十二面体和菱形十二面体的Pt-Co合金。通过一系列实验发现甲醛是内凹结构产生的重要因素。在氧还原反应(ORR)中,菱形十二面体和内凹菱形十二面体的Pt-Co合金的特征表面活性分别为1.43 mA/cm2和2.68 mA/cm2,分别是商业Pt/C(0.2 mA/cm2)的7.2倍和13.4倍。菱形十二面体和内凹菱形十二面体结构的Pt-Co合金的质量活性分别为0.54 mA/mg和0.94mA/mg,分别是商业 Pt/C(0.17 mA/mg)的 3.9 倍和 5.5 倍。(二)在苯甲醇和DMF体系中成功地合成出削角八面体结构的Pt-Co合金。通过改变前驱体Pt(acac)2和CoC12投料比,实现了从削角八面体至八面体和内凹八面体的转变。通过改变苯甲醇和DMF体积比,我们得到了形貌保持为削角八面体,但是组分不同的Pt-Co合金。以甲醇电催化氧化为探针反应,比较这不同组分的Pt-Co合金以及商业催化剂铂黑的电催化活性。我们发现,由于Co掺入Pt晶格,改变了 Pt电子结构,并且由于其二者的协同作用使得不同组分的;Pt-Co合金(Pt86Co14,Pt74Co26,Pt69Co31)的特征活性面积活性均比商业催化剂铂黑高。通过比较Pt86Co14,Pt74Co26,Pt69Co31这三种不同组分的Pt-Co合金的电催化活性发现,Co在合金中的组分越高,催化活性越好。