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为了应对日益加剧的化石能源危机和环境压力，可持续发展和绿色能源技术受到广泛重视。围绕这一重要主题，人们正致力于开展新能源和新燃料技术方面的理论与应用研究，包括太阳能、地热能、水能、风能、核能和氢能等;替代燃料有氢、甲醇、乙醇和生物柴油等。迄今为止，人们在水能和核能发电方面取得了长足进展，但核能有潜在的危险性。燃料电池作为一种高效、环境友好的能源技术受到人们的高度重视。与使用气态氢气的燃料电池相比，以液态醇类为燃料的直接醇类燃料电池(DAFCs)有其自身的优势，有望获得的广泛应用。到目前为止，制约DAFCs发展的主要瓶颈有三: (1)催化剂的活性和稳定性不高，阳极醇氧化反应和阴极氧气还原反应的过电位比较大，输出电压变小;以及由于金属催化剂中毒和团聚现象，DAFCs的效率和稳定性降低、难以长时间高效而稳定地工作。 (2) DAFCs成本较高，这主要是由于贵金属催化剂的价格过高，目前商用的催化剂以贵金属铂(Pt)为主，但是铂的储量有限并且价格昂贵，且易于CO中毒而失活，阻碍了DAFCs的大规模应用。 (3)醇类对于质子交换膜的穿透效应，导致电池电压下降，电池寿命减短。 结合碳基纳米管在燃料电池催化剂领域的重要前景、研究现状及我们课题组已有的工作基础，本论文围绕基于氮掺杂碳纳米管的新型燃料电池催化剂的设计、制备及其醇类电催化氧化性能等方面开展了较为系统深入的研究，主要研究进展包括: (i)发展了一种可大量制备氮掺杂碳纳米管的注射化学气相沉积(CVD)方法，以苯、吡啶等为前驱体，以负载型双金属Fe-Co/γ-Al2O3为催化剂，采用注射CVD法在650和700℃制备氮掺杂碳纳米管，通过调变前驱体比例、反应温度等条件实现了氮掺杂碳纳米管成分和结构的可控制备。 (ii)构建了氮掺杂碳纳米管(NCNT)负载Pt的甲醇电催化氧化的催化剂。氮掺杂碳纳米管具有良好的导电性、稳定性和高的比表面积，其制备方法简单，成本低廉，可以大量的合成，是理想的催化载体。而且利用掺杂碳管中氮的配位与锚定作用，采用微波辅助乙二醇还原方法，无需对纳米管表面进行任何前处理即有效地实现了单金属Pt纳米粒子在NCNT上的负载。研究了活性表面积和催化电流密度随负载量的变化规律，获得了最佳负载条件。 (iii)利用Pt-Sn双金属能有效切断C-C键和抗CO中毒的特性，成功构建了NCNT负载的Pt-Sn双金属催化剂并应用于低级醇(甲醇，乙醇，丙醇)电催化氧化。采用微波辅助乙二醇还原方法，有效地实现了双金属Pt-Sn合金纳米粒子的负载和Sn含量的调变。Pt-Sn纳米粒子分布均匀，尺寸均一，其大小在2-4纳米之间。电化学研究结果表明，在金属Pt中掺入适量的Sn，可以有效的提高催化剂的催化活性，并且Pt-Sn/NCNT表现出比商业催化剂更好的催化活性和可比的稳定性。因此，Pt-Sn/NCNT催化剂在直接醇燃料电池中有潜在的应用。