随着工业的快速发展,人口的急剧增多,传统化石能源已经不能满足人类的需求,能源安全与环境问题日益突出,实现能源高效、清洁的转化成为当前研究的热点。直接醇类燃料电池是将化学能转换为电能的装置,具有能量密度高,工作温度低,液体燃料价格便宜,操作方便,对环境友好等优点。但铂催化剂价格昂贵、易中毒以及工艺复杂严重限制了燃料电池的实际应用。因此探索高活性和高稳定性的有机小分子催化剂对直接醇类燃料电池具有重要意义。本论文,我们采用电化学法调控出了多种形貌的钯铂合金纳米催化剂,研究发现,合金催化剂的电催化性能得到了显著提高。具体结果如下:1、采用电化学方波电位法,首次成功制备出具有可调表面组成的螺旋状钯铂合金纳米线(PdPtNWs)。通过SEM,TEM表征,发现所制备的NWs表面粗糙,具有类锯齿状结构,表面含有{211},{311}等高指数晶面。通过SEM-EDS和XPS等表征手段确定NWs由钯、铂两种元素组成,通过面扫发现两种元素在NWs内分布均匀。NWs对甲醇氧化反应(MOR)和乙二醇氧化反应(EGOR)表现出非常优异的催化活性和良好的稳定性,NWs的催化性能与其组成密切相关。Pd1Pt1 NWs表现出最优异的催化活性,对MOR,其电流密度是Pt二十四面体的2.4倍,是商业铂黑的5.4倍。对EGOR,其电流密度是商业铂黑的2.7倍,是商业钯黑的4.1倍。Pd1Pt1 NWs的稳定性也都高于Pt二十四面体和商业催化剂。通过In situ FTIR对其氧化过程进行研究,发现NWs的抗CO毒化能力增强,且对C-C的断键能力大大提高。PdPt NWs催化活性提高可以归因于高指数晶面的表面结构效应和合金电子协同作用。2、通过电化学方波电位方法,调控出了裸露高指数晶面{hk0}的钯铂合金凹立方体和裸露低指数晶面{111}的钯铂合金八面体。通过控制电位将其组成控制到基本一致,进一步探究其对醇类氧化的性能规律。研究表明具有高指数晶面的凹立方体对MOR,乙醇氧化反应(EOR)表现出优异的催化活性,其最高电流密度分别是商业铂黑的7倍和3.4倍。对于丙三醇氧化反应(GOR)来说,具有{111}面的八而体表现出更好的催化活性,是商业铂黑的4.5倍,并且其抗毒化能力明显提高。本文通过电化学方法控制合成了具有不同组成和表面结构的PdPt NWs以及具有相同组成的钯铂合金八面体和钯铂合金凹立方体。研究表明这些催化剂对甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醉的催化性能各异,具有明显的结构和组成效应。本研究有助于指导高性能的纳米催化剂的设计与合成,对直接醇类燃料电池的发展具有重要的意义。