Pt基催化剂,目前已被广泛应用于诸如质子交换膜燃料电池(PEMFC)、染料降解等各工业领域。研究表明,Pt对甲醇氧化反应(MOR)与甲酸氧化反应(FAOR)都具有电催化活性,可用作直接甲醇燃料电池(DMFC)和直接甲酸燃料电池(DFAFC)的阳极氧化反应催化剂:Pt对染料分子的降解过程也具有一定的催化活性。然而Pt作为贵金属,储量稀少,价格高昂,这些不利因素制约了其商业化的进程。故而在现阶段,研究者聚焦于如何提高Pt基催化剂性能,减少其用量,从而提高Pt的原子利用率。通过调节Pt基催化剂的化学组成,调整其表面结构,以及引入可替换的廉价金属,可以有效地提升催化剂性能,并减少Pt的使用,从而降低总成本。本文创新性地采用了层层自组装与硬模板相结合的方法,分别设计与制备出了三类不同的Pt基催化剂,其分别对甲醇氧化反应、甲酸氧化反应与对染料催化加氢的反应有着出色的催化性能。主要研究内容如下:1.PtFe金属间化合物纳米管的可控合成、晶体结构与电催化活性以经带电聚电解质层层自组装的FeOOH纳米棒为模板,吸附并原位还原PtCl42-离子,而后经高温热处理与刻蚀模板的过程,制得PtFe金属间化合物纳米管。其具有长程有序的金属间化合物物相,且维持了纳米管形貌,因此其甲醇电催化氧化活性优异,质量比活性为533.67Ag-1,面积比活性为61.64Am-2。2.PtPdFe三元合金纳米管的可控合成、晶体结构与电催化活性在PtFe金属间化合物制备流程的基础上,使经带电聚电解质层层自组装的FeOOH纳米棒同时吸附PtCl42-与PdCl42-两种离子,最终制得PtPdFe三元合金纳米管。其表面电催化的甲酸氧化通过脱氢途径进行,性能提升显著,质量比活性为77.98 A g-1,面积比活性为4.58 A m-2。3.嵌入Pt的多孔碳空心球的可控合成与染料降解的催化活性以经带电聚电解质层层自组装的SiO2纳米球为自牺牲模板,吸附并原位还原PtCl42-离子,进而利用琼脂易形成凝胶的特性,使表面负载Pt的SiO2纳米球分散在琼脂中,并与之紧密结合;而后通过高温碳化与刻蚀过程,最终制得了嵌入Pt的多孔碳空心球。其作为对罗丹明B催化加氢的催化剂,反应速率常数在室温下为商业化Pt/C的17倍,活化能为商业化Pt/C的20.62%,证明了其优秀的染料降解性能。