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多孔贵金属纳米材料具有较大的比表面积、特殊的微纳结构,从而拥有较高的电催化活性和稳定性。有机功能分子配位还原是制备形貌与结构可控的贵金属纳米材料的重要方法。由于胺基有机化合物配位能力较强,同时又易于调控(易受溶液pH、温度等因素影响),使之在特殊结构和形貌贵金属纳米材料的合成上有独特的应用。另外一方面,功能化胺基分子也影响贵金属纳米材料的表面电子状态、具有独特的空间位阻效应,从而影响着贵金属纳米材料的催化活性、稳定性和选择性。本论文主要探讨了尿素(Urea)、精氨酸(Arginine)以及聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)三类典型的胺基分子在制备多孔贵金属纳米材料中的应用,探讨了不同性质胺基分子对贵金属纳米材料组成和结构的影响,在此基础上进一步研究了催化剂的结构和形貌对其电催化性能的影响。具体如下:1.以Urea-PdⅡ作为前驱体,通过控制反应条件,制备了多孔Pd纳米碗(Pd NBs)、Pd纳米笼(PdNCs)以及实心Pd纳米粒子(Pd-SNPs)。结果显示:尿的引入是中空多孔Pd纳米结构形成的关键,并且中空/多孔结构与尿素的分解速率密切相关。电化学研究表明,Pd的中空/多孔结构对甲醇的电催化氧化展现出更好的催化活性。Pd纳米碗和Pd纳米笼对甲醇氧化的质量活性分别是实心Pd纳米粒子的2.11倍和1.86倍。2.在Arginine-H20体系中,使用H2PtC16为反应前驱体制备了立方体状Pt纳米自组装体(Pt-CNAs)。该自组装体具有粗糙的表面结构与多孔结构,其形成主要归因于精氨酸中的胍基基团(多功能胺基)与羧基之间强烈的氢键或静电作用。电催化性能测试表明:在酸性甲醇电催化反应中,Pt-CNAs展现出了优越的电催化活性,其面积活性和质量活性分别是商业化Pt催化剂的2.73倍和2.40倍。同时它展现出良好的CO抗毒化性能和稳定性能。3.在前一章工作的基础上,利用精氨酸的自组装性质和配位能力制备了组成、结构可调控的枝状Pt-Cu纳米自组装体(PtCuDBNAs)。一方面,精氨酸分子之间强烈的氢键或静电作用促进初级纳米晶之间的自组装;另一方面,精氨酸分子与金属离子之间强的配位能力使Pt-Cu合金结构形成。与Pt1Cu3, PtiCui及商业化Pt催化剂相比,Pt3Cu1纳米自组装体显示了更优越的电催化活性和稳定性,这主要归因于Pt3Cu1纳米晶独特的枝状结构与双金属之间的协同效应。4.使用高分子胺化合物PAH作为结构导向剂和乙二醇(EG)作为溶剂,通过一步共还原法制备了表面具有多孔结构的荆棘状Au@Pd纳米催化剂(Au@Pd CSNTs)。通过不同条件控制实验证实Au@Pd CSNTs的形成是PAH和EG共同作用的结果。与商业化Pd催化剂相比,Au@PdCSNTs对氧气的电催化还原显示出更高的半波电位、动力学电流密度以及高的电催化稳定性,这归因于其独特的多孔结构和Au核与Pd壳之间的协同效应。5.高指数晶面的纳米晶含有高密度的台阶原子及扭结位原子,其配位数较少、化学活性高,很容易与反应物分子相互作用,使其成为催化活性中心。在本章节中,使用PAH作为结构导向剂合成了具有高指数晶面的三元PtAgCu@PtCu凹纳米八面体(CSCNOs)。形成机理研究表明AgⅠ和CuⅡ在预生成的Pt晶核上的催化还原生长导致了核壳纳米结构的形成。氧化刻蚀机理是最终凹纳米结构形貌形成的关键因素。由于其独特的几何效应、电子效应和双功能机制,所制备的PtAgCu@PtCu CSCNOs对甲酸的电催化氧化显示出了极好的电催化活性和稳定性,其面积活性(1.52 mAcm-2)分别是商业化Pt催化剂(0.16 mA cm-2)与PtCu纳米花(0.97 mA cm-2)的9.50倍和1.57倍。