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氧化锰具有较高的氧还原反应催化活性和化学稳定性，且资源丰富，价格低廉，对环境污染小，是一种很有潜力的阴极非铂催化剂。但是，关于不同价态和晶型的氧化锰的催化活性大小还存在争议，且氧化锰导电性差，不利于电子的传导运输。因此，本课题将不同价态的氧化锰与碳纳米管（CNTs）相结合，使氧化锰更好的发挥其氧还原催化活性。采用微波辅助沉积法快速合成了MnO2和CNTs的复合催化剂。水钠锰矿型MnO2纳米片均匀地生长在原始CNTs的表面，这种独特的结构有利于电解液与催化剂活性位点的充分接触，在碱性溶液中对氧还原反应表现出优异的催化活性。特别是当MnO2含量为48.2%时，起始电位、半波电位和极限电流密度都几乎与Pt/CNTs相当。并且由于KMnO4对CNTs管壁有刻蚀作用，制得的MnO2纳米片可以生长到CNTs管壁内部，不容易脱落，表现出很好的循环稳定性。在10-1Pa的真空环境中，对CNTs和金属锰的均匀混合物在600C下热处理40min，并进行后续热处理，制备了Mn3O4/MnCx/CNTs复合催化剂。Mn3O4和MnCx均匀地镀覆在CNTs表面。MnCx中间层在Mn3O4和CNTs之间形成低电阻的欧姆接触，增加了催化剂的导电性。这种催化剂对氧还原反应有较高的催化活性，反应电子数高达3.9。由于MnCx中间层使Mn3O4和CNTs之间形成化学键合，Mn3O4/MnCx/CNTs的稳定性远高于Pt/CNTs。在氮气保护条件下，以CNTs和奶粉为碳源和氮源，以高锰酸钾为锰源，进行高温热解，制备了MnO、氮掺杂碳（C-N）和CNTs的复合催化剂。研究了C-N的含量和热解温度对催化剂电催化活性的影响。由于奶粉碳化后形成的薄片状无定型氮掺杂碳材料能促进O2被还原为HO2-和削弱CNTs的团聚，MnO对H2O2的分解有电催化活性，CNTs能增加材料导电性，该催化剂表现出优异的氧还原反应催化活性和稳定性。