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Pd/载体催化剂在能源转化、污染物降解和化学品合成中占有重要地位。如何设计和合成Pd/载体复合催化剂体系,并优化其催化效果是纳米功能材料合成中的重要研究方向。本学位论文从催化剂的载体结构、载体元素组成及复合材料活化角度出发,以提高催化剂的性能和稳定性为核心,通过材料合成、应用性能评估和机理探索,以新的途径制备出新型的Pd/载体催化剂,为提高能源转化效率和材料的高效利用提供科学依据。论文的主要研究内容和成果如下：1.制备出高效三维多孔Pd/Cu催化剂。利用简易的两步模板法,结合电沉积和静电置换制得三维多孔的Pd/Cu催化剂,并应用于燃料电池中的限速步骤-氧气还原反应。所制备的催化剂具有较大的电化学化学面积(80.2m2/gPd)、峰电流密度(17.4mA/cm2)和不同于平面电极的极限扩散电流密度(12mA/cm2)。与商品化Pt/C催化剂相比,三维多孔Pd/Cu展现出更高的催化活性和稳定性,从而为高效氧还原催化剂的制备提供了一条可控、简易的路径。2.发展了合成微生物基氧气还原催化剂的新方法。将模式微生物Shewanella用作绿色合成纳米Pd的微型工厂,同时作为表面官能团化和异质元素掺杂的多功能碳基底的前驱,结合生物还原和化学活化,制备出多孔异质元素掺杂负载的高分散纳米Pd的复合材料；将其应用于催化氧气还原反应,在-0.1V(vs.Ag/AgCl)表现出比商品化Pt/C催化剂高出2.2倍的质量活性,同时有更高的稳定性和对甲醇的耐受力；通过密度泛函理论(DFT)计算,发现该催化剂的高活性主要源自Pd4和N、O掺杂的基底间的相互作用。这不仅提供了合成高效催化材料的新路径并拓展了微生物合成纳米材料的应用范围。3.建立了提升生物钯催化剂性能的新途径。利用模式微生物Shewanella强大的还原能力,制备了生物钯,在碱性条件和不同温度对其进行活化,制得了生物钯催化剂,并用于催化4-硝基苯酚到4-氨基苯酚的还原反应；研究发现在300℃、400℃和500℃的活化均能不同程度提高产品的催化效果；其中400℃活化样品的催化反应表观速率常数达5.0×10-3s-1,比不经活化的样品高出12倍,与商品化Pd/C相当,其活性参数也与文献报道的其他Pd/载体具有可比性；通过对Pd纳米颗粒的聚集和结晶度、Pd/S原子比、载体表面积等在催化剂制备过程中变化规律的探索,解析了活化机制。该工作对于提升微生物合成金属纳米颗粒的催化效率具有参考价值。