二氧化锰纳米材料在电化学领域有多种潜在应用，二氧化锰的理论比电容值为1370F/g，可应用于超级电容器，超级电容器具有环境友好、功率密度高和安全性好等特点。由于二氧化锰具有氧还原活性，也可用作金属-空气电池和燃料电池的电催化剂，燃料电池具有环境友好和可持续发电等特点。但二氧化锰导电率低（10-5-10-6S/cm）限制了其作为电极材料的应用。提高二氧化锰导电性的常用方法是将二氧化锰沉积在碳材料等导电载体上。但是，目前报道的大多数合成方法存在反应温度高、合成步骤复杂、合成周期长等缺点，难以实现放大合成。本论文提出一种简单快速的方法：将高锰酸钾和硫酸锰溶液在室温下反应，生成的二氧化锰纳米材料沉积在羟基修饰的多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）上，该方法操作简单、反应周期短、反应温度低，易于放大合成。当二氧化锰在MWCNTs-OH上载量为20wt%时，其电化学性质较好。MnO₂/MWCNTs-OH复合材料中二氧化锰的晶型为ε-MnO₂，MnO₂/MWCNTs-OH复合材料中二氧化锰为薄片状（厚度为1nm-3nm）MnO₂/MWCNTs-OH复合材料的比电容值为234F/g，且具有较好的稳定性，充放电1000圈后，比电容值仍能保持80%。MnO₂/MWCNTs-OH复合材料具有氧还原活性，可以作为非贵金属电催化剂材料应用于燃料电池和金属空气电池。本论文还以高比表面积的导电碳黑（Ketjenblack EC-600）和石墨烯（reduced grapheneoxide r-GO）为载体，制备了相应的复合材料，并对其电化学性能进行了研究，其中MnO₂/EC-600（50wt%）和Mn₃O₄/r-GO（20wt%）的比电容值分别为175F/g和203F/g，并且MnO₂/EC-600（50wt%）具有较好的氧还原活性，可以作为非贵金属电催化剂材料应用于燃料电池和金属空气电池。