直接甲酸燃料电池（Direct formic acid fuel cell,DFAFC）具有较高的理论电压和能量密度,且燃料渗透率低,被认为是一种有前景的能量转换装置。然而,阳极甲酸氧化反应（Formic acid oxidation reaction,FAOR）机理复杂,反应过程中甲酸间接氧化途径产生的一氧化碳中间体（CO*）极易使催化剂中毒,降低FAOR效率。因此,开发高效的电催化剂将FAOR历程由间接途径转换为直接生成二氧化碳（CO2）的途径,并加快反应速率,是提高直接甲酸燃料电池能量转换效率的关键。本论文通过构筑原子级有序的Pt族金属间化合物,抑制连续的活性位点,降低被CO*毒化的几率;进一步通过认识金属间化合物的吸附态羟基（OH*）结合能力对催化性能的影响,建立FAOR在直接途径的构效关系;通过对金属间化合物吸附特性调控,最终实现高活性、稳定性FAOR催化剂的构筑。论文的主要研究内容和结果如下:（1）金属间化合物对CO*抑制机理探究。构筑Pd-Bi有序金属间化合物（O-Pd Bi）,通过抑制FAOR过程中CO*的生成,提升FAOR电催化性能。O-Pd Bi中原子的有序排列,使得Pd原子被Bi原子所孤立。用于FAOR,O-Pd Bi的面积活性分别是无序的Pd Bi合金和纯Pd的1.9和5.3倍。并且催化稳定性大幅度提升,在0.35 V下电流衰减比纯Pd小2个数量级。原位红外光谱揭示纯Pd催化FAOR过程中存在CO*,但是CO*在O-Pd Bi电极上被抑制,从而减弱CO*的毒化。（2）建立金属间化合物表面OH*吸附能与FAOR催化性能之间的构效关系。将少量Pd代替Ir形成三元Ir基有序金属间化合物,相比于二元Ir3V金属间化合物和纯Ir,OH*在催化剂表面吸附强度减弱,FAOR电催化质量活性提升2.3和7.3倍;进一步,通过在Rh Fe有序金属间化合物中引入Pt,避免OH*吸附的过度增强,使得FAOR电催化质量活性相比于Rh Fe提升2.6倍。多种金属间化合物FAOR催化性能与OH*吸附能呈现明显相关性,证实OH*可以作为FAOR催化性能的描述符。（3）稳定金属间化合物表面OH*吸附能策略。通过构筑多元Pt基有序金属间化合物O-（Pt Pd Ir Ru）2Fe Cu提升催化稳定性。电化学测试结果表明,O-（Pt Pd Ir Ru）2Fe Cu对FAOR电催化质量活性相比于三元O-Pt2Fe Cu提高近3倍,并且稳定性大幅度提升。由于OH*在O-（Pt Pd Ir Ru）2Fe Cu表面的吸附更稳定,经过1 200次循环测试后活性没有衰减,而O-Pt2Fe Cu衰减了约40%。Ir、Ru对于稳定多元Pt基金属间化合物的OH*吸附特性起主要作用,Pd在测试过程中易被腐蚀。因此,增加耐腐蚀组分是稳定金属间化合物OH*吸附能力的关键。（4）优化催化剂OH*吸附能,实现高原子利用率的FAOR电催化剂。通过构筑Au Cu金属间化合物负载的Pt单原子催化剂,提升FAOR电催化效率与稳定性。采用自发置换反应策略,通过调控Pt前驱体的价态,将Au Cu金属间化合物表面的Cu原子置换为Pt以单原子（Pt1-Au Cu）和团簇形式（Ptn-Au Cu）存在的催化剂。由于OH*吸附能力的优化,Pt1-Au Cu的催化质量活性分别是Ptn-Au Cu和纯Pt的2.0和95.5倍。得益于Au的耐腐蚀性,Pt1-Au Cu在循环后仍以直接途径催化FAOR。因此,采用金属间化合物调控的单原子催化剂可以实现活性与稳定性的同时优化。