直接醇类燃料电池(DAFCs)凭借其独特的优势而成为最有发展前途的便携式电源之一,其优势包括高能量密度,燃料选择的多样性,较低的工作温度和低污染物排放。阳极铂(Pt)基贵金属催化剂,由于其优异的电催化性能,已被广泛研究并应用于DAFCs阳极的甲醇氧化反应(MOR)和乙醇氧化反应(EOR)。然而,Pt属于稀有贵金属,地球上储量稀少,价格昂贵,因此减少电催化剂中Pt用量的同时提升催化活性是降低DAFCs成本的关键。随着纳米材料制备技术的迅猛发展,可以通过灵活改变元素的组成和精确控制纳米结构的形成,进而构造具有合理设计的高效多组分Pt基贵金属纳米催化剂。本论文通过Pt与亲氧金属铜(Cu)、银(Ag)合金化,并引入金属铑(Rh)形成PtRh-M(M=Cu,Ag)三元金属催化剂,利用还原剂和封装剂对纳米材料的成分组成和形貌生长进行了调控,并研究了其对醇类氧化的催化活性,具体的研究内容如下:(1)通过一锅溶剂热法合成了Rh增强的生长纳米枝晶的PtCuRh菱形体十二面体(RDD),通过对其进行醋酸蚀刻得到开放通透的生长纳米枝晶的PtCuRh菱形十二面体纳米框架(RDND)。实验发现,通过改变反应温度可以很容易地控制纳米枝晶的生长。同时,通过调节十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的用量和反应时间可以调控纳米枝晶的长度。另外,Pt,Cu和Rh元素之间的协同作用改变了Pt的电子结构,使Pt的d能带中心下降,这减弱了催化剂对有毒中间体的吸附。同时表面上的Rh金属氧化物对提高电催化效率有很大贡献。因此,与商业TKK-Pt/C相比,制备的PtCuRh RDND催化剂对MOR和EOR均表现出较好的催化性能。值得注意的是,经过1000个电化学循环后,PtCuRh RDND的质量活性仍是商业TKK-Pt/C的2.6倍,这得益于抗CO毒化能力的增强和纳米结构的稳定。本工作为合成稳定、高效的三元纳米框架催化剂提供了一种简便可行的策略。(2)采用一锅溶剂热还原法合成了PtRh纳米颗粒修饰的Ag纳米立方体表面的三元金属Ag@PtRh Ag纳米立方体(NC)核壳催化剂,并用于促进甲醇氧化反应(MOR)。核-壳纳米结构是由于N,N-二甲基乙酰胺(DMA)的存在而形成的,DMA通过改变Ag的还原电位来促进Ag的优先还原。同时,来自CTAB的溴离子(Br~-)引导了立方体形貌的生长。Ag@PtRh Ag NC的质量活性和比活性分别比商业TKK-Pt/C高4.22倍和3.78倍,这得益于其粗糙的褶皱表面提供了更多的活性位点以及Pt,Rh和Ag之间的协同效应。另外,由于具有更好的CO耐受性,Ag@PtRh Ag NC在1000次电化学循环后与初始值相比保持了84.9%的质量活性,显示出了增强的耐久性。本工作提供了一种一步合成核-壳型三金属纳米催化剂以提高MOR活性的方法。