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本发明公开了一种铂基合金催化剂及其制备方法和应用,其中铂基合金催化剂的制备方法,包括以下步骤:(1)将一定比例的Pt/C载体、金属前驱体和去离子水进行机械研磨混合后,于(?200)?(?100)℃快速冷冻成型,得到固体的混合物;(2)将步骤(1)所得的固体混合物转移或原位冷冻干燥,得到固体粉末;(3)在还原气氛下对步骤(2)中的固体粉末进行快速升温烧结处理,之后快速降温至室温,得到最终的催化剂产物。本发明所述的铂基合金催化剂的制备方法,具有简单、操作方便和易于工业化生产等特点,并可在一定程度上减少工序,缩短工艺时间,且获得的催化剂材料具有优于商业催化剂的活性,可应用于燃料电池中的催化反应。