直接甲醇燃料电池以其工作温度低、能量密度高、燃料易得易储存、无有害废弃物排放等优点,是便携式移动设备和新能源电动汽车的理想电源,未来有望在实际应用中取得重大进展。直接甲醇燃料电池是一种将甲醇中储藏的化学能转化为电能的电化学发电装置,阳极上的甲醇氧化效率在一定程度上决定着整个电池的性能与成本。现阶段最有效的甲醇阳极催化剂仍然是铂,贵金属铂价格高昂,储量稀少。目前所使用的商用铂碳催化剂活性较差,金属铂的利用效率低,在实际工作过程中容易与中间物种结合致使催化剂活性下降,与此同时碳载体材料不耐腐蚀会进一步降低其稳定性,这一系列原因决定了商用铂碳远远无法满足大规模商业化推广的条件,因此迫切需求研究工作者们开发具有铂利用效率高、耐腐蚀、稳定性高的铂基催化剂。在提升铂利用效率的方法中,将铂与其他过渡金属结合形成合金材料是一种被证明行之有效的手段;此外,构造核壳结构的纳米材料是最大化利用铂的一种有效方法。采用有效手段制得低铂高效催化剂对于推动直接甲醇燃料电池商业化具有较强的现实意义。本文基于上述考虑,采用脉冲电沉积的方法设计了一种以氮化钛为核,在氮化钛核上沉积铂壳的核壳结构催化剂,同时通过在氮化钛中掺杂其他过渡金属来提升催化剂的性能,与其他过渡金属相比,掺杂钴的二元氮化物载体沉积上铂后具有更高的催化活性。通过脉冲电沉积的方法降低了铂的用量,此核壳结构也能暴露更多的活性位点,能充分发挥铂的催化效率。Ti_0.9Co_0.1N@Pt/NCNTS的质量活性为757.31 m A mg _Pt^-1,约为商用铂碳活性的3.74倍,在稳定性测试中,此核壳催化剂同时也具有更高的稳定性与抗中毒性能。另外,采用简便的溶剂热法获得了具有较高的甲醇氧化活性的铂铜合金纳米线。其中Pt₁₄Cu₈₆ NWs的质量活性为939.17 m A mg _Pt^-1,约为商用Pt/C催化剂的4.6倍。引入非贵金属铜,不但可以降低铂的用量,同时铜做为甲醇吸附中心可以加速反应的进行。所制得的铂铜合金纳米线催化剂具有优异的甲醇氧化活性与稳定性。我们还将铂与镍通过葡萄糖还原得到了一种刺球结构的铂镍合金。镍基材料具有一定的表面氧化能力,通过引入镍金属不仅可以提升合金催化剂的活性也能提升材料的稳定性能。所制得的铂镍合金Pt₃Ni-2/C的质量活性为339.21 m A mg _Pt^-1,约为商用Pt/C催化剂质量活性的1.6倍。在稳定性测试中,此材料具有远超商用铂碳催化剂的循环稳定性和抗中毒性能。