质子交换膜燃料电池是一种不经过燃烧过程,直接以电化学反应方式将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的高效发电装置。但是,由于受到阴极缓慢的氧还原反应的限制,质子交换膜燃料电池一般采用价格昂贵的贵金属铂Pt作为催化剂来加快氧还原反应速率。因此,要想真正实现质子交换膜燃料电池的大规模产业化,进一步降低其关键材料的成本,特别是贵金属催化剂的成本是必不可少的一个环节。面向质子交换膜燃料电池需进一步降低阴极Pt用量的商业需求,针对高活性的Pt基纳米颗粒催化剂制备困难且目前机理研究不够系统和全面的问题,本文拟通过电化学合成手段,探究高活性Pt基催化剂电化学可控合成以及有机电解液体系中金属Pt的电化学行为及其沉积现象和规律。本文首先研究了水体系中有机分子选择性络合作用对电沉积Pt合金纳米颗粒的影响,通过引入有机分子对于特定金属的选择性络合作用可以拉近Pt与过渡金属两者之间的电位差距,从而改善了Pt与过渡金属之间的共沉积,并采用一系列表征手段对沉积机理以及催化剂活性影响规律进行分析。在水体系的研究基础之上,本文继续探究不同有机电解液体系中金属Pt的电化学行为,包括不同有机电解液体系的物理化学性质以及有机溶剂,支持电解质和金属前驱体的空间结构(吸附和选择络合作用)对金属Pt电化学行为的影响规律。由于有机电解液体系具有较宽的电化学窗口以及较高的化学稳定性,一些在水体系中无法进行沉积的金属或者和Pt标准还原电位差距过大的金属可以在有机体系中与Pt发生较好的共沉积。因此,本文在Pt单金属沉积的基础之上,进一步拓展至Pt合金在有机电解液体系中的沉积,研究有机溶剂和支持电解质的吸附和选择络合作用对Pt合金沉积行为的影响规律。本文的研究内容不仅丰富了有机电解液体系中的电化学沉积理论,更是拓展了Pt合金催化剂的实现方法和制备路径,进一步指导高活性、高稳定性Pt合金催化剂的开发。