化石能源的过度使用导致严重的环境问题例如全球暖化、海平面上升、生物多样性锐减等严重威胁人类以及地球上其他生物的生存问题。因此,开发持续、可再生的能源(例如太阳能,风能和地热能)是减少对化石能源的依赖以及缓解环境污染问题的重要措施,具有重大的战略意义。电能和化学能之间进行转化的电化学能源转换技术由于在能源转换过程中不产生任何污染而引起研究者们的广泛关注。在电化学能源转换过程中,电催化剂可以增加反应的速率、效率以及选择性从而进一步提高能源转换器件的使用效率。铂基材料是电催化剂中常用的材料,然而铂基材料含量低、成本高昂且容易毒化,这严重阻碍了铂基催化剂的工业化进程。精细调控铂基材料的形貌、尺寸、结构和组成进一步增强催化剂的本征活性与稳定性、减少铂的用量是目前电催化领域中的研究热点。本文以液相还原法为原理合成铂基催化剂,通过对催化剂合成体系的调控,探究制约催化剂性能提升的因素从而实现催化剂性能的优化。本论文具体研究内容如下:(1)在水相体系中开发出一步法合成具有分枝状结构的铂纳米晶的方法,电子显微镜研究证实,本技术得到的纳米晶尺寸为28nm,通过调控反应温度,反应时间以及还原剂的量,进一步探究决定铂纳米晶形貌的因素,电催化研究证实,本技术得到的铂纳米金在甲醇催化氧化和氧气还原反应中均体现出比商业化使用的铂炭催化剂更加优异的催化性能。(2)在前一个研究的基础上,进一步拓宽提升催化剂性能的思路,在合成铂纳米晶的体系中引入尺寸分布区间窄,形貌一致性高的铜立方体,通过调控新鲜还原出来的铂原子与铜之间的置换反应速率,得到具有分支结构的铜铂合金,电催化研究证实,在80℃下合成的具有分支结构的铜铂合金在析氢反应和甲醇氧化反应中均表现出最优的催化性能。