直接甲醇燃料电池是一种高效、对环境友好、可快速低温启动的能源转换技术,受到了学术界和工业界的普遍关注。直接甲醇燃料电池发展最大的瓶颈之在于阳极催化剂的CO中毒问题。相对于目前已有的大量围绕Pt或PtRu催化剂本身的研究,对催化剂载体的研究尚还不够深入。加深研究和认识以及增加更多材料选择的重要性在于催化剂载体不仅仅是一种结构材料,而且对贵金属Pt的利用率、稳定性甚至催化效率均有重大影响。高比表面积的碳黑是目前燃料电池催化剂最常用的载体,但是它与Pt催化剂之间相互作用较弱,并且碳黑本身的抗氧能力较差,是引起催化剂性能衰减的主要因素之一。本论文探讨在相对较低温度(600-700℃)的熔盐中,电解还原过渡金属氧化物制备纳米或亚微米尺寸的低价态的金属氧化物,以这些低价态的氧化物为新型载体负载Pt和PtRu,展开了CO和甲醇的电催化氧化研究。主要进展如下：1.设计了多种实验方案,找到了满足催化剂载体应用所需要的微纳米结构低价钛基化合物的合成方法。(1)在850℃CaCl2中电解TiO2制备所得钛基氧化物产品发生了严重的团聚,因而不适合做催化剂载体。(2)通过高能球磨能减小产物粒径,但同时引入杂质。(3)在原料Ti02中掺入一定量的乙炔黑后再进行电解可以减小所得产品粒径,但产品中含有一定的副产物TiC。(4)在600℃,CaCl2+NaCl熔盐中,电解纳米TiO2所得低价钛基化合物并未发生严重团聚,颗粒粒径大约100-200nm,经过超声波处理后样品分散非常均匀,证实了在较低的熔盐温度可制备得到适合做催化剂载体的材料。并探讨了在600℃CaCl2+NaCl熔盐中,纳米Ti02的电化学还原机理。2.与Pt/C催化剂相比,熔盐电解制备的低价钛基化合物担载Pt催化剂显示出更高的催化CO氧化活性。不同催化剂对应CO氧化剥离峰电位：Pt/C为0.733V,10%CaδTiOx(2.0V)担载Pt催化剂为0.726V,30% CaδTiOx(2.0V)担载Pt催化剂为0.702V, Pt/TCT为0.625V。并且,Pt/TCT具有最高的催化CO和甲醇氧化活性,甲醇氧化循环伏安曲线第一周正向扫描时,Pt/TCT对应氧化峰电流密度是Pt/C对应氧化峰电流密度的5.6倍。CaδTiOx(2.0V)代指在850℃的CaCl2熔盐中,控制2.0V槽压10h电解乙炔黑与TiO2摩尔比为1/4.6的混合样品所得产物；TCT代指在600℃CaCl2+NaCl熔盐中2.8V槽压5h电解所得产物。3.用熔盐电解的方法制备诸如Nb、Zr金属的低价氧化物,研究这些低价氧化物是否能够显著提高Pt的抗一氧化碳中毒能力。TEM结果表明Pt纳米颗粒负载在低价铌基化合物和低价锆基化合物表面上,具有很好的分散性。计时电流曲线研究结果表明,对于低价铌基化合物载体担载Pt：在0.6V(vs.R.H.E.)处甲醇氧化的面积比电流密度按照以下顺序逐渐减小：Pt/NCN-2.2V> Pt/NCN-2.0V> Pt/NCN-1.8V> Pt/Nb2O5> Pt/Nb> Pt/NCN-2.4V> Pt/C;同样电位下的质量比电流密度按照以下顺序逐渐减小Pt/NCN-2.2V>Pt/Nb>Pt/NCN-1.8V>Pt/C>Pt/NCN-2.0V>Pt/Nb2O5>Pt/NCN-2.4V。对于低价锆基化合物载体担载Pt：在0.6V(vs.R.H.E.)处,甲醇氧化的面积比电流密度按照以下顺序逐渐减小：Pt/ZrOO.35-CaZrO3> Pt/ZrO2> Pt/Zr> Pt/ZrO0.27-CaZrO3>Pt/C,而质量比电流密度按照以下顺序逐渐减小：Pt/ZrO0.35-CaZrO3> Pt/ZrO0.27-CaZrO3> Pt/C> Pt/Zr> (2.0V)>Pt/ZrO2。这里,NCN指代在700℃CaCl2+NaCl熔盐中不同槽压电解所得低价铌基化合物。4.当PtRu的担载量控制在20wt%时,PtRu/ZrO2, PtRu/ZrO0.35, PtRu/ZrO0.27催化剂的CO氧化峰电位均比PtRu/C催化剂的CO氧化峰电位要负,证实前者具有更高的抗CO中毒能力。PtRu/C催化剂具有最高的催化甲醇氧化面积比活性,而PtRu/ZrO0.35具有最高的催化甲醇氧化质量比活性。5.研究了低价金属化合物担载PtRu催化剂对CO及甲醇电氧化助催化作用。当PtRu的担载量控制在20wt%时,PtRu/Nb催化剂对应的CO剥离峰对应的电势值比PtRu/C对应的CO剥离峰对应的电势值负移了25mv,证实了更高抗CO中毒能力。对于PtRu催化剂而言,甲醇氧化的CV曲线中重复扫描过程中,反扫时的电流峰逐渐变大,可能是CV扫描过程中Ru以及生成的氧化物逐渐溶解流失从而使催化剂表层露出更多的Pt。0.6V(vs.R.H.E.)处的i-t曲线表明,PtRu/Nb催化剂具有最高的质量比活性。