贵金属纳米材料由于将贵金属独特的性质与纳米材料特殊的性能有机地结合起来,在工业催化、能源环境、燃料电池等领域有着广阔的应用前景,从而引起研究者广泛的关注。进一步提高贵金属纳米材料的催化性能也一直是相关领域中的关键问题。通常,提高催化剂的性能有三种途径:其一是提高催化剂单位表面积上的反应活性;其二是合成贵金属合金,利用两种或多种组份的协同效应或电子结构效应;其三是对催化剂的表面进行适当的修饰。本文的主要研究内容如下:　　(1)采用水热法合成了Pd纳米团簇线,这种团簇线是由粒径为4 nm的粒子经过取向连接而组成,其表面暴露有{443}、{331}、{221}等高指数晶面。通过调控实验参数还合成了表面暴露为低指数晶面的Pd纳米晶,如二十面体和立方体。为了解决Pd纳米晶的分离回收困难以及在多相催化体系难以使用等问题,采用溶胶法将这些贵金属纳米晶担载到氧化铝或碳纳米管上。探索了其在肉桂醛和1,3-丁二烯选择加氢反应中的催化性能,并与商用Pd催化剂进行了比较。结果表明,拥有高指数晶面的Pd纳米团簇线显示出最高的活性,其反应速率和转换频率比Pd纳米立方体和商用Pd催化剂分别高出2个和1个数量级。　　(2)采用水热法合成了Pt纳米凹面立方体,其表面暴露为{hk0}高指数晶面。在甲醇(甲酸)电氧化反应中,Pt纳米凹面立方体与商用的铂黑及Pt/C相比,显示出优异的活性。其电流密度分别是铂黑和Pt/C的1.8(1.7)和2.5(2.5)倍。　　(3)采用溶剂热法通过调控实验参数合成了五种不同形貌的Pd-Pt合金纳米晶(立方体、长方体、凹面立方体、花状结构、树枝状结构)。在甲酸电氧化反应中,相比商用的铂黑和Pt/C,这些合金纳米晶均表现出优异的活性和抗毒性。其中花状结构显示出最高的活性,其电流密度分别是铂黑和Pt/C的16和24倍。　　(4)采用沉积.沉淀方法制备了Au/γ-Al2O3催化剂,并以浸渍法制备得到的Au/α-Al2O3催化剂作为参考。通过对比研究原料气中引入水汽或对催化剂进行水处理,即对催化剂表面进行羟基修饰,以考察其对CO氧化和1,3-丁二烯加氢性能的影响。利用氮气物理吸附、XRD、TPR、TEM、FT-IR、TG-SDTA测试技术对催化剂进行物化性质的表征。探索了催化剂表面环境对其性能的影响。并揭示了催化剂的结构与性能之间的内在联系。