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燃料电池由于能量转换效率高及对环境污染少等优点，正日益受到人们的关注。催化剂做为燃料电池的关键组件之_，其活性较低价格偏高的特点限制了燃料电池商业化的进程，因此，如何提高催化剂的电催化性能并降低成本是一个很重要的研究课题。一般从两个方面来提高催化剂的活性，一是制备成Pt基合金催化剂，二是改进催化剂的制备方法。本文先综述了燃料电池的开发背景、分类及特点，然后简要介绍了质子交换膜燃料电池的工作原理及其组件，重点介绍了近年来催化剂及其制备方法的研究进展。
本文首先优化了近几年比较热门的微波法的制备方法，通过考察前驱体的加入顺序、反应溶液的pH值、微波时间等因素对催化剂电催化性能的影响，得出了制备PtAuM/C三元合金催化剂的最优制备工艺。采用优化了制备条件的微波法制备了PtAuSn/C、PtAuNi/C、PtAuCo/C三元合金电催化剂，对所制得催化剂的结晶情况、颗粒大小、表面形貌及电催化性能进行了充分的分析研究，并与商业化的Pt/C催化剂进行了对比。结果表明，交替微波加热法具有快速、简单、均匀、高效的特点，所制得的催化剂均具有较小的颗粒尺寸和较小的尺寸分布，催化剂在活性碳载体上分散的比较均匀，具有比较高的电化学活性面积；初步电化学测试表明，交替微波加热法制备的PtAuM/C三元合金催化剂电催化性能优于商业化的Pt/C催化剂。同时，本文对用交替微波加热法制备的几种PtAuM/C三元合金催化剂以及商业化的Pt/C催化剂进行了电化学性能比较。结果表明，PtAuSn/C、PtAuNi/C、PtAuCo/C这三种Pt基三元合金催化剂的电催化性能均优于商业化的Pt/C催化剂。在0.5mol/L H2SO4和0.5mol/L H2SO4+0.5mol/L CH3OH电解液中进行电化学性能测试时，PtAuSn/C表现出了最好的电化学催化性能。