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直接甲醇燃料电池(DMFC)具有良好的应用前景，理论转化率可达60％-80％，但是其催化剂的成本、稳定性和甲醇透过等一系列问题一直阻碍着DMFC的商业化应用。因此，直接甲醇燃料电池催化剂的开发研究对于DMFC的发展具有重要的意义。目前燃料电池催化剂主要是依赖Pt基催化剂，但是Pt的价格昂贵、储量有限，因此研究更高催化活性和稳定性的Pt基催化剂是该领域的关键之一。研究表明不同方法合成的催化剂性能有着明显的差别，为了寻找更加简单实用的催化剂合成方法，研究人员一直在孜孜不倦地探索。近年来由于微加工技术的发展，微流控技术也逐渐应用于化学合成领域，由于微流控反应独特的优点，因此微流控反应合成纳米材料也受到了越来越多研究者们的关注。本论文利用不同的微流控反应系统合成了DMFC阴极催化剂，并对其进行了电化学性能的研究，主要研究内容如下: 1.构建了微型三通混合式微流控反应系统，并利用其合成燃料电池阴极催化剂，在酸性条件下利用氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)和硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为金属前驱体、PVP为保护剂、NaBH4为还原剂，合成了具有二维纳米线网状结构的电催化剂，经电化学测试表明所得到的催化剂具有良好的氧还原性能和抗甲醇中毒的性能。 2.采用单毛细管通道为反应器实现了不同PtBi金属间化合物的相可控合成和形貌可控合成，并对其不同相之间的转化和Pt1Bi2纳米粒子尺寸的控制进行了研究。通过控制不同的温度实现了不同相的PtBi金属间化合物的可控合成，发现当温度较低时很难得到纯相的Pt-Bi金属间化合物，但随着温度的改变所得到的产物成分则逐渐发生变化，这一过程是一个逐渐转变的过程，通过实验发现在较低温度时得到的产物主要是Pt和Pt1Bi1的混合物，在260℃时可以实现很好的转化，得到了比较纯的Pt1Bi1相，而当温度升高到280℃以上时则会出现Pt1Bi2金属间化合物，当温度继续升高到350℃时产物主要成分为Pt1Bi2。与微流控混合还原方法所不同的是，单通道反应法不用考虑两种溶液的混合问题，单一的溶液更易于反应条件的控制。对聚乙二醇600体系下所得到的催化剂进行了电化学催化性能的表征，结果表明Pt1Bi2金属间化合物电催化剂具有良好的氧还原性能和优良的抗甲醇性。 3.采用微型三通混合式微流控反应系统，在超声辅助的条件下超快速、一步合成了石墨烯负载的PtNi电催化剂，集反应和负载于一步，并于数秒的时间内完成反应和负载，与传统的反应相比微流控反应时间更短而且拥有较好的负载效果。负载于石墨烯上的PtNi纳米颗粒具有很窄的粒径分布，平均粒径为2.1nm，且在石墨烯上呈现均匀的负载。在0.7 V(vs.NHE)时，质量比电流密度达107.6mA/mg，是商业Pt/C(37.9 mA/mg)的2.8倍，表现出良好的电化学催化活性。