直接乙醇燃料电池(DEFC)由于其燃料来源广泛,燃烧时洁净无污染,安全易储存等优势,对解决当今世界的能源问题和环境污染问题具有重大意义,引起了越来越多研究人员的关注。催化剂材料是燃料电池的核心部分,决定着燃料电池的效率。但由于在乙醇电氧化过程涉及C-C键的断裂及中间产物的吸附等,有害中间产物会吸附在催化剂表面引起催化剂中毒,因此限制了 DEFC的商业化应用。寻找一种高效且稳定的催化剂材料是解决DEFC在应用方面限制的有效途径。本文针对Pd基燃料电池催化剂稳定性差,贵金属成本高等难题,系统提出几种解决途径,并对其中的机理进行分析,获得以下结果:(1)利用水热碳化法改性碳纳米管,以水热碳化法改性的碳纳米管为载体负载Pd颗粒制备催化剂Pd/HTC-CNT,研究载体对催化剂结构及乙醇电催化活性和稳定性的影响。结果表明:利用水热碳化法改性的碳纳米管负载Pd颗粒形成的催化剂不仅降低了 Pd颗粒形成的尺寸,提高了其在载体表面的分散性,同时提高了催化剂中金属态Pd的含量。因此Pd/HTC-CNT催化材料具有较高的电化学活性面积,相应地对乙醇也具有较高的电催化活性和稳定性;(2)以氮掺杂的改性碳纳米管为载体制备催化剂Pd/HTC-N1.67%CNT,研究氮的掺杂对催化剂结构及乙醇电催化活性和稳定性的影响。结果表明:N和Pd之间存在着协同作用,使得N掺杂的催化剂中,金属态Pd更容易生成。同时,N的掺杂提高了碳纳米管表面缺陷化程度,有助于锚定Pd颗粒。因此Pd/HTC-N1.67%CNT催化剂具有较高的电化学活性面积,相应地对乙醇也具有较高的电催化活性和稳定性;(3)以氮掺杂改性碳纳米管为载体,利用液相还原法制备PdSn合金催化剂PdSn/HTC-NCNT,研究Sn的添加对催化剂结构以及乙醇电催化活性和稳定性的影响。结果表明:由于N,Sn和Pd之间存在着相互作用,相对于Pd元素,Sn具有更低的电负性,因此Sn和N之间产生的协同作用提高了 Pd周围的电子云密度,促进金属态Pd的生成。因此PdSn/HTC-NCNT催化剂具有较高的电化学活性面积。同时,Sn的存在对小分子物质的电氧化具有重要作用,可以促进含氧物种的吸附,去除有害中间产物。因此,PdSn/HTC-NCNT催化剂材料具有最佳的催化活性和稳定性。