近年来,燃料电池因其清洁、高效、高能量密度等优点,已被认为是终止汽车排放环境问题的最佳解决方案。提高催化剂的活性和稳定性是开发用于燃料电池的高性能膜电极组件所面临的主要挑战。目前公认Pt基合金为下一代电催化剂,但活性和稳定性一直是其实际应用的最大障碍。该问题主要源于高电位下氧化诱导过渡金属原子溶解。表面工程、构建核壳催化剂、与其他高度稳定的贵金属元素掺杂/合金化、或设计新的纳米晶-载体复合材料等战略被认为是解决该问题的有效方法。本论文主要通过将高稳定性的高熔点金属（如钨）同Pt基合金纳米晶合金化,从而探究其电催化性能的变化。本文具体研究内容如下:1)通过调控合成过程中金属前驱体的投料比得到不同合金成分、尺寸的Pt Cu Ni NPs,利用氧化酸处理可有效地去除有机覆盖分子,并蚀刻表面原子以形成高性能多孔Pt Cu Ni三元合金催化剂。在此基础上通过W原子表面掺杂可以进一步改变氧还原反应（ORR）催化活性和稳定性。掺杂W后的111-Pt Cu Ni-W/C,质量活性（MA）和面积比活性（SA）分别较商业Pt/C增强了17.7和11.2倍,并在氧饱和电解液里经过20000次电位循环测试后分别仅下降34.1%和37.7%,远优于原始111-Pt Cu Ni/C催化剂,这表明表面W掺杂可大幅度提高Pt Cu Ni/C催化剂的活性与稳定性。通过研究发现表面W掺杂过程中,由于羰基的强配位作用及部分高价W离子的存在,表面的Ni原子被进一步刻蚀,这不仅提升了单个位点的催化活性,并诱导了部分表面Pt和Cu原子发生重构,使得比表面积增大,而且对质量比活度的提升起到更显著的提升作用。2).通过强还原剂一步合成尺寸均一、形貌相近的Pt₂Cu W_0.25纳米颗粒。其MA和SA分别达到0.75 A/mg_Pt和1.43 m A/cm²_Pt。且经过30k电位循环后,Pt₂Cu W_0.25/C的MA和SA值较初始值分别仅下降了4.1%和10.5%,显示出卓越的ORR稳定性。通过计算发现W原子的作用类似于“粘合剂”,可以更强地维持原子并增强金属间的键合作用,从而提高合金的稳定性。3).通过对合成溶剂、结构导向剂和还原剂的探索,得到超高催化性能的项链状超细Pt_2.2Ni W_0.11纳米线。其MA和SA为1101.95 m A/mg_Pt和2.21 m A/cm²_Pt,是商业Pt/C的7.5倍和10.1倍,且具有十分良好的电化学稳定性。探索结构时发现其表面存在大量的高指数晶面,内部存在大量的缺陷,这会改变表面活性位点对甲醇分子的吸附能,促进电子转移,从而将甲醇分子快速氧化成二氧化碳,使催化剂具备高催化活性。本文研究了W元素与Pt基纳米晶合金化对电催化性能的影响,并为二元或三元Pt基合金ORR催化剂的催化活性和稳定性提供了的有力策略。