【摘 要】
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近年来,能源危机和环境污染问题日益严峻,开发基于催化反应的新能源转换技术具有重要的现实意义。氧析出反应（oxygen evolution reaction,OER）和氧还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）在电解水、燃料电池和金属空气电池中扮演着重要的角色,但其缓慢的动力学过程严重限制了这些新能源技术的发展。因此开发新型、高效并稳定的催化剂具有很重要的研究意义。研究
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近年来,能源危机和环境污染问题日益严峻,开发基于催化反应的新能源转换技术具有重要的现实意义。氧析出反应（oxygen evolution reaction,OER）和氧还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）在电解水、燃料电池和金属空气电池中扮演着重要的角色,但其缓慢的动力学过程严重限制了这些新能源技术的发展。因此开发新型、高效并稳定的催化剂具有很重要的研究意义。研究表明,过渡金属基催化剂具有储量高、成本低以及结构可调性高等优势,在催化领域展现出广阔的应用前景。然而,过渡金属基催化剂本征活性较差,需要合理地优化形貌及电子结构提高催化活性。在本文第一部分工作中,通过自发地氧化还原策略,实现了在M（OH）2（M=Ni、Co）表面均匀沉积Ag纳米粒子。其中,通过向以碳布为支撑的Co（OH）2中引入Ag纳米粒子（Ag@Co（OH）x/CC）,能够有效改善电催化OER性能,在10 m A cm-2电流密度下的过电位仅为250 m V,并且稳定性良好,性能远超贵金属IrO2。将Ag@Co（OH）x/CC应用于可充锌空气电池中,能够有效降低充电电压。Ag@Co（OH）x/CC具有较高OER催化活性的原因是由于自发氧化还原策略能够构建金属和载体之间牢固的异质界面,有效激发金属和载体间的电子相互作用,使得Ag纳米粒子的电子结构得到优化,成为高活性OER反应中心,降低反应势垒,提升催化活性。在本文第二个工作中,通过溶胶凝胶法制备了MnCo2O4复合氧化物。得益于高温烧结过程,MnCo2O4纳米颗粒互相联结,并形成丰富的孔隙结构,为稳定催化提供了保障。将MnCo2O4应用于电催化ORR,具有较高的半波电位0.77 V和较高的极限电流密度5.18 m A cm-2,其性能优于简单氧化物Co3O4和Mn2O3。复合氧化物具有较高活性的原因是由于具有不同配位环境的Mn和Co混合堆积能够提供丰富的活性的位点。将MnCo2O4和Ag@Co（OH）x/CC相结合作为可充锌空气电池正极具有比贵金属Pt/C和IrO2更优的稳定性。
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