中文摘要：

在本项目中，我们发展了非碳催化剂载体金红石型掺钨二氧化钛和单分散金属间化合物纳米晶PtM（M=Bi，Pb，Sn等）的控制合成方法与技术，研究金属间化合物在非碳催化剂载体上的组装技术，对催化剂PtM-载体的界面结构进行调控。以甲醇氧化反应和氧气还原反应为模型反应，探索界面结构与电催化性能之间的构效关系。利用原位表面分析手段研究中间产物，揭示催化剂催化甲醇氧化反应和氧气还原反应的机理。发展一类高效、稳定、廉价的金属间化合物/非碳催化剂载体纳米材料应用于燃料电池，用以替代进口商品Pt/C(E-TEK)，解决催化剂昂贵和由于碳腐蚀氧化损失而导致催化剂的催化活性降低的问题。本研究对新型催化剂的催化机理揭示以及催化剂制备科学的发展都具有十分重要的意义。

结论摘要：

构筑不同的贵金属/非碳催化剂载体界面结构，并揭示贵金属/非碳催化剂载体界面结构与催化活性之间的构效关系，对发展稳定、高效的电催化剂具有十分重要的意义.在本项目的资助下，我们在非碳催化剂载体金红石型掺钨二氧化钛Ti0.7W0.3O2的控制合成和应用等方面取得了重要进展。合成了高导电性金红石型掺钨TiO2，将Pt纳米颗粒负载在非碳催化剂载体Ti0.7W0.3O2上，制备了Pt/Ti0.7W0.3O2电催化剂，Pt/Ti0.7W0.3O2对乙醇 的电催化氧化反应活性和对氧气还原反应的电催化活性都得到了提高。合成了高比表面积、高导电性的Pt/WC/CMS催化剂，对氧气还原反应（ORR）的起始电位比Pt/C正移了120 mV，显示出更好的ORR反应活性。Pt/WC/CMS对乙醇氧化的电催化活性也比Pt/C高，其If/ Ib值（1.16）比Pt/C（1.04）的高，显示出更好的抗CO中毒性能。Pt/WC/CMS对氧气还原 反应的反应速率常数是Pt/C的2倍，表明Pt和WC之间存在协同作用。由于WC载体材料的高 稳定性使得Pt/WC/CMS的电化学稳定性也高于Pt/C。制备的高效、稳定、廉价的非碳催化 剂载体纳米材料应用于燃料电池，用以替代进口商品Pt/C(E-TEK)，解决催化剂昂贵和由于碳腐蚀氧化损失而导致催化剂的催化活性降低的问题。构筑了金红石型Ti0.7W0.3O2/ 锐钛矿型TiO2界面和金红石型Ti0.7W0.3O2/BiVO3界面，分别作为紫外光催化剂和可见光 催化剂应用于含酚废水的光催化降解研究。