氢能作为清洁能源备受青睐,质子交换膜燃料电池（PEMFCs）作为高效环保的能源转换装置被广泛应用于氢能的转化。而水煤气变换后富氢气体中残留的CO（约1%）会严重毒化PEMFCs的Pt电极,因此需采用有效手段降低CO浓度至100 ppm以下。目前,在催化剂作用下进行的CO优先氧化（CO-PROX）是去除富氢气体中CO的有效方法。其中,铜铈催化剂因成本低、活性高被认为具有较好的应用前景,但其低温段催化活性仍然需要改进。由于Pt基催化剂对CO氧化反应表现出较好的低温催化活性,因此通过Pt修饰的铜铈催化剂将有望提高CO-PROX低温段催化性能。本论文研究了Pt修饰的铜基催化剂对CO-PROX的催化性能,重点阐明Pt与Cu之间的协同作用增强催化性能机制,在原子尺度上揭示其催化机理、构效关系和调控方法。具体研究内容如下:1、采用模板法结合液相还原法制备一系列Pt/CuO-CeO₂催化剂,系统探究Pt含量对CO-PROX催化性能的影响机理。结果表明较高的Pt含量能够有效促进铜铈的还原、增加CO吸附位点,从而提高了CO-PROX低温段催化活性。结合CO-TPD表征,CO完全转化温度窗口变窄源于更多CuO物种被过量NaBH₄还原剂还原至Cu⁰使得界面处活性位点数量减少。2、采用沉积沉淀法制备一系列低Pt含量的双金属Pt-Cu/CeO₂催化剂,系统探究Cu含量对CO-PROX催化性能的影响机理。研究发现控制Pt/Cu比例能够有效改进催化剂的电子结构,从而促进CO的吸附和氧化。其中,Pt10Cu19/CeO₂催化剂展现出较好的低温段催化活性。此外,Pt与Cu间协同作用能够抑制H₂的吸附和氧化,有助于提高催化剂的CO₂选择性。3、采用牺牲模板法和改良的电化学置换方法可控构筑暴露不同晶面的PtCu中空合金纳米笼催化剂。研究表明,（111）和（100）的共存晶面有助于提高Pt的电子密度、形成较多的CO和O₂吸附活化位点、降低CO在Pt表面的吸附强度,从而展现出较高的CO-PROX催化活性和CO₂选择性。