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随着化石燃料的日益枯竭,可持续能源的开发迫在眉睫。燃料电池作为一种高效的能源转换装置,在可持续能源的利用中发挥着重要作用。直接甲醇燃料电池因具有简单可设计、能量转换效率高、终产物对环境污染小、燃料易于存储和运输等优点,而成为近年来燃料电池研究的热门课题。催化剂是燃料电池的重要组成部分,在众多催化剂中,Pt一直是最高效最常用的催化材料。但Pt作为催化剂存在价格昂贵、资源稀缺,且易吸附CO等含碳中间物发生中毒现象等缺点,这些缺点大大阻碍了它的发展。为解决纯Pt催化剂存在的一系列问题,研究者们将目光放在了Pt基双金属催化剂上。本论文利用简便的一步水热法,将过渡金属Cu、Ni、Co作为第二金属分别掺杂到Pt基催化剂中制备一系列具有特定形貌的还原氧化石墨烯（rGO）负载PtCu、PtNi及PtCo双金属合金催化剂。通过对形貌导向剂种类和浓度、反应时间、前驱体中金属比例、反应温度和GO浓度等实验条件的控制,制备出具有特定形貌的PtCu/rGO、PtNi/rGO和PtCo/rGO纳米材料。利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等手段对制备的纳米材料的形貌、结构及组成进行表征。利用CHI 660D电化学工作站探究所制备的纳米材料的电化学性能。主要研究内容如下:1.以六水合氯铂酸和二水合氯化铜为金属前驱体,乙二醇为还原剂,1-癸基-3-甲基咪唑溴盐([C10MIm]Br)离子液体为结构导向剂和封端剂,制备形貌可控的rGO负载空心球状PtCu纳米材料,该材料对甲醇电氧化具有良好的催化性能和抗中毒能力。PtCu/rGO纳米材料的电化学活性面积高达71.60 m2 g-1,远高于用同种方式制备的Pt/rGO催化剂和商品Pt/C催化剂。空心球状结构是增大该材料的比表面积,从而提高材料的电催化活性的主要原因。2.以六水合氯铂酸和六水合氯化镍为金属前驱体,在氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂（DES）的辅助下利用一步水热法制备rGO负载海胆状PtNi纳米材料。在该方法中,无需向体系中加入还原剂,DES既作为结构导向剂又作为还原剂。所制备的Pt Ni/rGO复合材料对甲醇电催化氧化表现出良好的催化活性。海胆状结构是增大该材料的比表面积,从而提高材料的电催化活性的主要原因。3.以六水合氯铂酸和六水合氯化钴为金属前驱体,乙二醇为还原剂,L-脯氨酸为结构导向剂,成功制备rGO负载球状PtCo纳米材料。制备的PtCo纳米球表面光滑且粒径均一,均匀地分散在rGO表面,rGO延展性良好的平铺于PtCo纳米球下方。与同种条件下制备的Pt/rGO和商品Pt/C催化剂相比,PtCo/rGO纳米材料显示出更好的催化活性和抗中毒性,表明Co的掺杂能够提高Pt基催化剂的抗中毒能力和催化活性。除球状结构增大了纳米粒子的比表面积外,作为载体的rGO延展性良好也能够有效增大材料的比表面积,两者相互协同,从而提高了材料的电催化活性。在直接甲醇燃料电池阳极催化剂方面有望拥有广阔的应用前景。