碳纳米管(CNTs)因其独特的管状结构、高的机械强度、快速的电子传递性能和良好的化学稳定性,在众多领域具有潜在的应用价值,近年来引起了研究者的广泛关注。金属纳米颗粒由于其比表面积大,表面原子数目多和表面原子的价键不饱和,具有极高的催化活性。碳纳米管负载贵金属纳米颗粒形成的纳米复合材料,由于载体和金属之间存在良好的协同效应和电子效应,表现出优良的电化学性能,成为燃料电池和电化学传感器领域研究的热点。负载型Pd基纳米催化剂具有很好的催化活性,但是相对于Pt基催化剂成本更低,具有重要的研究价值。在复合材料的研究中,载体的预处理过程和纳米颗粒的组成、大小、分散度、形貌以及结构都会影响复合材料的催化活性。本文在优化的实验条件下,制备了Pd/MWCNTs和MnO2/Pd/MWCNTs,用XRD和TEM等手段对其进行了表征,并将其应用于电化学传感器和甲醇燃料电池领域的研究。具体的研究工作如下:1、首先采用混酸处理法对MWCNTs进行功能化,用乙二醇还原法制备了金属含量为10%的Pd/MWCNTs纳米复合材料。XRD和TEM表征证明,MWCNTs上较为均匀的负载了Pd纳米颗粒,且粒子的平均粒径约为5.0 nm。然后将制备的纳米复合材料修饰玻碳电极组装成电化学传感器对农药甲基对硫磷(MP)进行了检测。在优化的pH值条件下,差分脉冲法对甲基对硫磷的线性检测范围为0.10μg mL-1到14μg mL-1,检测下限达到0.05μA g mL-1 (S/N = 3),灵敏度为18.30μAμg-1 mL,是MWCNTs修饰传感器的3倍。该方法为农药传感器的制备提供了一个简便可行的方法,有可能用于进行环境监测等方面。2、将制备的纳米复合材料Pd/MWCNTs修饰玻碳电极并研究其对羟胺(NH2OH)的电催化氧化和检测。实验表明:Pd/MWCNTs对NH2OH有良好的电催化性能。在优化的工作条件下对羟胺进行了检测研究了电极上的安培电流响应,发现电极对羟胺的线性检测范围为2.0μmol L-1到1.4 mmol L-1,检测下限达到0.60μmol L-1 (S/N = 3),灵敏度为55.43μA mmol-1 L,是MWCNTs修饰传感器的灵敏度的7.5倍左右。该复合材料制备的传感器检测羟胺具有灵敏度高、线性范围宽、检测下限低、稳定性高和重现性好等优点。3、用乙二醇还原法在功能化的碳纳米管上负载Pd纳米颗粒制备了20%Pd/MWCNTs,然后在其上负载不同质量的MnO2,制备了MnO2质量含量分别为5.0%、7.5%、10.0%、15.0%的MnO2/Pd/MWCNTs纳米复合材料。用TEM和XRD对其形貌和组成成分进行了表征。结果表明,MWCNTs上成功负载了Pd和MnO2纳米颗粒,且颗粒分散较好,分布均匀,无团聚现象。在碱性条件下对甲醇的电催化氧化研究表明:当在20%Pd/MWCNTs的催化剂中加入7.5%的MnO2时,催化剂具有最好的活性。进行循环伏安扫描时,7.5%MnO2/Pd/MWCNTs对CH3OH催化氧化的电流密度为4.90 mA cm-2 ,为20%Pd/MWCNTs的1.39倍,而正向的阳极氧化峰电流密度(If)和反向阳极氧化峰电流密度(Ib)的比值If/Ib值高达6.60,约为Pd/MWCNTs的8.5倍,同时研究表明该催化剂具有优良的电化学稳定性和较好的抗中毒能力。