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不断增加的化石燃料的使用与自然资源的匮乏使得新能源与可持续能源的开发日益迫切。在各类研究中,燃料电池在未来能源应用中是一种很有前景的设备。而在燃料电池中,质子膜交换燃料电池、直接甲酸燃料电池、直接甲醇燃料电池都受到很大的关注。在这些燃料电池中,铂是最主流最有效的催化剂。但目前的商业Pt/C催化剂却存在高成本、低利用率、较差的稳定性等问题。为了解决铂催化剂存在的这些问题,铂基金属合金纳米催化剂的许多研究也火热开展。在本研究中,以合成的铜纳米线的为模版制备了具有核壳结构的铂铜(PtCu)纳米线。将PtCu纳米线作为质子交换膜燃料电池阴极氧还原(ORR)的电催化剂。在0.9V时,这种催化剂在ORR中的质量活性和比活性分别是0.216 A Mgpt-1和0.404 mA cm-2,分别是商业Pt/C催化剂的3.1和3.7倍。另外,在1万次的循环测试后,PtCu纳米线还具有83.5%的活性,远高于商业Pt/C的56.5%。因此,这种PtCu纳米线催化剂在ORR中的性能远优于商业Pt/C。另外,以铜纳米线模版合成PtCu双金属纳米线的方法为基础,合成了PtPdCu金属合金纳米线。这种PtPdCu金属合金催化剂被应用于质子膜燃料电极中的氧还原反应。结果表明,在0.867 V时,其中PtPdCu纳米线的质量活性为0.696 mgpt-1,是商业Pt/C催化剂的3.8倍(0.184 Amgpt-1)。另外,以活性面积为标准时,其中PtPdCu纳米线的比活性为1.162 mA cm-2,是商业Pt/C催化剂的4.1倍(0.287 A mgpT-1)。因此,PtPdCu纳米线作为电化学催化剂其电化学性能优于商业Pt/C催化剂。同时,PtPdCu纳米线催化剂无论在ORR质量活性还是比活性上,其性能相对PtCu纳米线催化剂都有一个较大的提高。我们通过调控Pt盐与Cu纳米线模版的加入量来调控PtCu纳米线壳的厚度,得到了四种PtCu纳米线,并且测试不同壳厚度的PtCu纳米线作为直接甲酸燃料电池催化剂时电化学性能的差异。结果表明这四种催化剂的电化学性能都优于商业Pt/C,其中Pt2Cu15纳米线在0.5 V处,质量活性和比活性分别是0.92 A mgpt-1和0.54 mA cm-2,分别是商业Pt/C催化剂的6.6和6.0倍。同时,Pt2Cu15纳米线催化剂具有远优于商业Pt/C催化剂的稳定性。更重要的是,发现了甲酸氧化活性与CO结合能的关系,提出CO结合能作为设计高甲酸氧化催化剂描述符的观点。