贵金属(Pt、Pd、Au等)基纳米材料尤其是Pt基纳米材料在阴极和阳极反应中都具有高的催化活性,是最常用的催化剂。采用简便的方法调节催化剂的形貌和成分,并考察其在电催化中的性能是本文研究重点。基于此,本文设计了多枝状、三脚架状、介孔摇铃状、介孔纳米管状等的贵金属催化剂,能极大的提高贵金属催化剂在电化学应用中的性能,以获得低成本、高催化性能、高稳定性的催化剂。本文围绕贵金属形貌调控提高电催化性能进行以下研究:第一,采用简单的一步法,在水相中合成一种产率很高的PtPdCu三脚架(PtPdCu TPs)纳米催化剂,不同于在油相中的多步合成路线,该方法非常简单。与已经报道的表面光滑的三脚架结构不同,PtPdCu TPs的每个枝上都有分级的枝,这能有效地增加比表面积,暴露更多的电化学活性位点,从而有效地提高催化电化学氧还原反应的性能。第二,设计了一种一步法,在水溶液中巧妙地合成了一种具有三维纳米刺状结构的三金属PdCuAu(PdCuAu NAs)催化剂。这一独特的PdCuAu NAs是由堆叠的纳米刺自组装而形成的自支撑纳米结构。得益于多枝状的结构和三金属特点,与商业Pt/C相比,在氧还原反应中PdCuAu NAs展现了很高的催化活性、稳定性和耐甲醇性能。第三,巧妙地设计了一种介孔摇铃Pt催化剂(Pt@mPt CBNs)的合成方法。这一新奇的结构由外层的介孔Pt壳和内部的Pt核组成。外层的介孔Pt既能有效地增加活性位点,充分利用壳的内表面,又有利于电解液传输到催化剂内部,与内部的核发生催化反应。另外,外层壳的存在可以防止内部的核发生团聚,增加材料的稳定性,延长使用寿命。这一结构特点使Pt@mPt CBNs在电化学应用中展现了突出的性能。第四,设计具有连续介孔的一维纳米结构对于电催化的应用是非常有意义的。本文研究了一种灵活的湿化学法,来合成超长的Pt|Te介孔纳米管(Pt|Te MNTs)。在合成过程中利用了双模板法,具有还原性的超细的Te纳米线作为牺牲模板指导一维纳米管的形成;表面活性剂F127作为造孔剂指导介孔的形成。介孔管状的特点使Pt|Te MNTs在催化氧还原反应中展现了突出的优势。