由于液体燃料便于储存和运输、能量密度高，直接液体燃料电池的开发和研究备受各国政府和大公司的重视。然而液体燃料电池的商业化面临成本高、稳定性差和可靠性低等问题，它们的解决极大地依赖于设计和合成抗毒化的低铂、非铂阳极催化剂。针对这一目标，本论文工作集中于通过控制催化剂的表面和三维空间结构、开发先进的催化剂载体和发展新颖的合成方法等途径，设计和制备了一系列的抗毒化的低铂、非铂阳极催化剂。具体内容如下:　　 1.催化剂表面和空间结构的控制　　 (1)利用与Pb/C的超声混合和电化学活化过程，将Pt/C催化剂的纯Pt表面重构为Pb修饰的Pt表面。这种重构后的催化剂对甲酸电氧化反应展现出显著增强的活性和抗CO毒化能力，其质量活性提高了10倍和比活性提高了38倍。为制备高活性、抗毒化的低铂阳极催化剂提供了新途径。　　 (2)通过一步自牺牲模板法，实现了PtPb/C空间结构的可控调控。改变催化剂的组成，PtPb/C催化剂实现了从实心球网状体到空心球网状体的改变。由于没有使用前期合成的模板，所发展的合成路线具有简单、快速和低成本优势。组成和空间结构优化后的PtPb/C催化剂对甲酸电氧化反应展现了显著增强的活性、抗CO毒化能力和单电池性能，是一类有应用前途的直接甲酸燃料电池阳极催化剂。　　 2设计和合成先进的催化剂载体　　 通过有机地结合TiO2和N掺杂的炭材料，开发了一种N掺杂的炭覆盖TiO2的复合催化剂载体(TiO2@N-dopedC)。TiO2@N-dopedC载体不仪能促进Pt纳米粒子在其表面的分散还能产生助催化效应。与商业Pt/C催化剂相比，所制备的Pt/TiO2@N-dopedC催化剂拥有1.74倍增强的活性、2.08倍增强的稳定性和增强的抗CO毒化能力。因此TiO2@N-dopedC是一种非常有应用前景的催化剂载体。　　 3开发快速和环境友好的催化剂合成路线　　 (1)利用胍盐离子液体作为Pd纳米粒子合成中的调节剂，实现了Pd纳米催化剂的快速和环境友好合成。所制备的Pd纳米催化剂具有小尺寸、高分散和表面清洁等优点。当用于甲酸电氧化时，与商业Pd/C催化剂相比，所制得的Pd/C催化剂表现增强的Pd基质量活性。　　 (2)运用磷钼酸(PMO12)作为合成中的稳定剂和甲酸电氧化反应的促进剂，制得了Pd-PMo12/C复合催化剂。该催化剂中的Pd粒子的平均粒径为3.2nm，并且高度分散在碳载体表面。与以柠檬酸钠作为稳定剂制备的Pd/C催化剂相比，Pd-PMo12/C催化剂显示出增强的甲酸电氧化反应活性和抗CO毒化能力。