基于能量密度高、环境友好、成本低廉等特点，金属空气电池成为化学电源领域的研究热点。近几年来，钠空气电池作为一种新兴的金属空气电泡，因其较高的能量密度以及丰富的钠资源，得到越来越多的关注。目前，钠空气电池的研究尚处于发展初期，空气电极缓慢的氧化还原反应是制约其大规模商业化的关键因素之一。科研人员对钠空气电池正极催化剂材料的研究已经取得了一定进展。　　过渡金属氧化物因其低廉的价格、高效的催化活性、环境友好等优势成为钠空气电池理想的催化材料。研究表明，正极催化材料的形貌对电池的电化学性能会造成较大影响。本文的研究重点是合成具有特殊形貌的过渡金属氧化物，同时将其用作钠空气电池正极催化剂材料，研究它们对钠空气电池电化学性能的影响。　　具体的研究内容和结果如下:　　1.采用水热反应并高温煅烧的方法成功合成了MnCo2O4材料。为了合成球形结构的多孔MnCo2O4材料，对实验条件进行了一定的优化。通过对比水热反应温度和表面活性剂量对MnCo2O4材料的性能影响，发现当水热反应温度为160℃，表面活性剂添加量为0.1 mol时，材料的催化性最好。将合成的多孔MnCo2O4微球用作钠空气电池的催化剂，电池的电化学性能得到明显的提高。在NaClO4/PC电解液下，MnCo2O4催化的钠空气电池首次放电容量高达7709.4 mA h/g，大约为Super P基放电容量的三倍。除了具有卓越的放电容量外，其过电势也更低，降低了0.2V。在控制深度放电的情况下，电池可有效循环130圈而容量保持不变。　　2.通过水热反应法合成了纳米棒状的α-MnO2和β-MnO2两种催化剂并对其进行了催化性研究。在NaClO4/PC电解液下，α-MnO2催化的电池的放电容量要优于β-MnO2的放电容量（两者对应的放电容量分别为4131.9 mAh/g和3460.8 mAh/g）。但循环性能测试表明β-MnO2催化的电池在容量保持上更有优势。另外，我们研究了电解液对电池性能的影响。结果发现，在使用NaClO4/PC和NaClO4/TEGDME两种不同电解液下，电池的电化学性能有较大的差异。在同样的测试条件下，NaClO4/PC下电池有一个还原峰和一个氧化峰，而NaClO4/TEGDME下电池出现了一个还原峰和两个氧化峰，并且二者的电压平台有着明显的不同。NaClO4/TEGDME电解液下电池的过电势更小，极化现象得到了明显的改善。　　3.采用水热反应法制备Co3O4材料。制备得到的Co3O4为两个半圆粘结在一起组成的类花生状形貌，长度约为1μm。材料表面由大量纳米粒子组成，并且粒子之间存在着众多孔隙。以Co3O4为催化剂的钠空气电池表现出了优良的电化学性能。电池的首次放电容量可达3907.8 mAh/g，而纯Super P基的钠空气电池首次放电容量仅为782.4 mAh/g，并且极化现象较严重。在控制深度放电的条件下，电池可有效循环60圈而无衰减，远高于Super P基的12圈循环寿命。