近年来,日益增长的能源危机和环境问题,引起了人们对燃料电池等新型能源的转换和存储技术的广泛研究。三维多孔铂(Pt)基纳米材料由于其密度低,比表面积大,稳定性好以及电子传递快等特点,在燃料电池领域有较好的应用前景。另一方面,金(Au)由于其具有较高的还原电势,高稳定性和优良的电子传递能力等性质,受到人们广泛关注。因此,从降低Pt基催化剂中Pt的使用量并提高其催化活性的目的出发,我们在可控合成具有多孔结构的AuPt双金属纳米材料方面做出了一些新的探索。具体来说,在本论文中,我们主要采用简单的一锅法,使用一些调控分子(从聚离子液体、4-氨基-2,6-二羟基嘧啶、L-组氨酸到动态氢气泡),制备了多孔AuPt纳米材料。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),高角环形暗场-扫描透射电镜-能谱仪(HAADF-STEM-EDS),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对所得材料进行表征,并研究了它们的形成机理。此外,我们还对所得材料进行了电催化性能测试(包括醇的氧化,氧气的还原和析氢)。结果表明,与商业Pt黑或Pt/C催化剂相比,所制备的材料表现出较好的催化性能。这归因于它们独特的多孔结构以及Au和Pt之间的协同效应。主要内容如下:1)聚离子液体介导合成多级纳米AuPt纳米枝及其催化性能研究以聚离子液体为形貌导向剂和稳定剂,采用温和的一锅法,制备了三维AuPt多级合金纳米枝。该材料具有较大的电化学活性比表面积,并在碱性介质中对乙二醇催化氧化表现出较高的质量活性(3960mA mg-1Pt)。此外,该材料在0.1 M HC104中对催化氧气的四电子还原呈现出较高的催化活性。该材料优异的催化性能来自于其独特的多级枝状结构以及Au和Pt之间的协同效应。2)4-氨基-2,6-二羟基嘧啶介导合成AuPt纳米枝及其催化性能研究以4-氨基-2,6-二羟基嘧啶为结构导向剂和分散剂,通过超声辅助的湿化学法,制备了均匀分散的AuPt双金属合金纳米枝。该合成方法没有使用任何的模板,晶种,有机溶剂以及聚合物。通过一系列的技术方法来表征该材料的结构、形貌、大小和组成。线性扫描伏安法、计时电流法以及耐久性测试结果表明,与商业的Pt/C和Pt黑相比,该材料对氧气的还原和氢气的析出表现出较好的催化性能。这归因于该材料的多孔枝状结构,丰富的表面缺陷,以及合金中Pt和Au之间的协同效应。该材料简单、易于操作和省时的合成方法,使得该材料具有很大的应用前景,并且能为燃料电池领域中其他双金属纳米催化剂的构建提供新思路。3)氨基酸介导合成枝状AuPt多孔纳米簇及其催化性能研究以L-组氨酸为结构导向剂,聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂,通过简单的湿化学法合成了多孔AuPt枝状纳米簇。我们主要研究了该材料的结构、组成、形成机理以及电催化性能。由于该材料金属间的协同效应及其独特的结构特性,所以与自制的非多孔AuPt纳米晶体,Au纳米晶体,多孔的Pt纳米颗粒以及商业的Pt黑催化剂相比,该材料对甲醇氧化反应和氧还原反应表现出较高的催化活性和较好的耐久性。4)氢气泡动态模板法合成自支撑的AuPt纳米线网及其催化性能研究以氢气泡作为动态软模板,通过一种超简单的一步湿化学法,大规模制备了组成可调的、表面干净的、自支撑的多孔AuPt纳米线网。氢气泡来源于NaBH4迅速加入金属前驱体溶液后的原位水解和氧化。该方法非常简便、温和,绿色,无高压,高温等特殊设备的使用。由于氢气泡不需要用额外的酸,碱,或有机溶剂除去,所以制备的AuPt纳米线网表面很干净。此外,该材料对乙醇的氧化和氧气的还原均表现出较高的催化活性和稳定性。