直接乙醇燃料电池(Direct Ethanol Fuel Cell,DEFC)是以乙醇作为燃料的新型低温燃料电池。DEFC具有燃料来源丰富、清洁无污染、能量转化率高、携带和储存方便等优点,是一类非常有前景的绿色能源。目前,DEFC阳极常使用铂基金属材料作为催化剂,但是铂存在价格昂贵、储量稀少和易毒化等问题,严重限制了DEFC的商业化发展。因此,寻找非铂类催化剂来取代铂基催化剂成为广受关注的研究热点。钯具有同铂相似的性质,价格低于铂,而且在碱性介质中对乙醇的氧化具有比铂更高的催化活性及稳定性。因此,为了降低催化剂的生产成本,同时提高催化活性和稳定性,开发碱性直接乙醇燃料电池(ADEFC)中钯基催化剂的研究具有重要的现实意义。本论文以降低贵金属的用量、提高催化剂的性能为目标,分别从形貌调控、碳材料(炭黑和碳纳米管)负载等方面对钯铜催化剂进行研究,探讨了钯铜纳米催化剂的制备和作为燃料电池阳极催化剂的电化学性能。取得的主要结果如下:(1)利用溶剂热还原法,在乙二醇(EG)溶液中,仅通过KOH/EG浓度的调控分别制备了Pd-Cu合金类球状、纳米棒状和纳米线网状结构,并通过X-射线衍射光谱(XRD)、能量散射光谱(EDS)和透射电子显微镜(TEM)等仪器对催化剂的组成、物相结构和表面形貌等进行了表征。分析结果表明,所合成的三种形貌催化剂的分散性都比较良好,没有出现明显的团聚现象;通过循环伏安法(CV)考察了催化剂的电催化活性和稳定性。测试结果表明,在碱性介质中与商业Pd/C相比,所合成的三种形貌催化剂催化乙醇氧化的活性及稳定性都有很大的提高,其中Pd-Cu合金类球状的催化性能最好,其次是纳米棒状和纳米线网状。(2)通过离子液体对炭黑表面进行修饰后,采用NaBH4还原法制备了多孔碳载Pd-Cu复合催化剂(Pd-Cu/C)。XRD、EDS和TEM结果表明,Pd和Cu之间形成了合金,且合金颗粒较小、分散程度较高;电化学性能测试表明,在碱性条件下Pd-Cu/C复合催化剂催化乙醇氧化的活性是商业Pd/C的3.1倍。此外,仅通过增大还原剂浓度,制备得到三种不同组成的碳载Pd-Cu复合催化剂(Pd_xCu_y/C)。TEM表征结果显示,Pd_xCu_y/C催化剂具有较小的纳米颗粒和良好的分散效果;电化学测试结果表明,在碱性介质中Pd_xCu_y/C催化剂催化乙醇氧化的性能都有较大提高,其中Pd1Cu1/C的催化性能最好。(3)以表面活化的碳纳米管作为载体,应用一步溶剂热法制备了碳纳米管负载Pd-Cu合金催化剂(Pd-Cu/CNTs)。利用SEM、TEM、XRD和EDS对催化剂的形貌、组成以及结构进行了表征,并采用循环伏安法、计时电流法(CA)对催化剂的催化性能进行了分析。结果表明:Pd-Cu合金纳米颗粒在碳纳米管上均匀分布,没有发生明显团聚;在碱性介质中,合成的Pd-Cu/CNTs催化材料催化乙醇氧化的活性及稳定性明显高于商业Pd/C。