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金属空气电池作为一种高效、洁净的新能源技术,受到了越来越多的关注。氧还原反应电催化剂的研究则一直是金属空气电池研究的热点问题。为了提高氧还原反应的催化活性、增加催化剂的稳定性、降低催化剂的成本,Ag基催化剂的研究具有非常重要的意义。本论文主要的研究内容为Ag-Cu纳米催化剂的催化活性。论文中分别采用伽尔瓦尼置换反应和电化学沉积法制备Ag-Cu双金属纳米枝晶和Ag-Cu纳米合金。电化学方法测试了Ag-Cu催化剂对氧还原反应的催化活性,并结合物理表征研究了Ag-Cu纳米催化剂提高氧还原反应催化活性的机制。论文的主要实验结论如下:（1）伽尔瓦尼置换反应制备Ag-Cu催化剂。Ag-Cu催化剂直接负载在泡沫镍集流极上,形成无碳、无粘接剂的催化剂层。该Ag-Cu催化剂具有枝晶状形貌,并且为Ag,Cu两相分离的双金属纳米材料。制备过程中,前驱体溶液CuSO4和AgNO3的浓度对Ag-Cu纳米材料的形貌有较大影响。经实验证明,在0.3 M CuSO4溶液中置换2 h,再在10 mM AgNO3溶液中置换120 s的条件下,Ag-Cu纳米材料为多层结构且枝晶形貌生长完整。电化学测试表明Ag-Cu双金属纳米催化剂催化氧还原的过程为4e-路径。催化活性是纯Ag催化剂的2倍。以无碳、无粘接剂的Ag-Cu双金属纳米枝晶催化剂作为空气阴极,一次锌空气电池在20mA cm-2电流密度下的放电电压为1.11 V。电池比容量和比功率密度分别为572mAh g-1和641 mWh g-1。可充锌空气电池的往复循环效率为53.9%。（2）电化学沉积法制备具有部分固溶的Ag-Cu纳米合金催化剂。通过改变前驱体溶液中Ag与Cu离子的摩尔比,制备了不同Cu含量的Ag-Cu纳米合金。通过氧还原活性的测试结果,得出提高Ag-Cu纳米合金催化活性的有效Cu含量为17%-40%。Ag-Cu纳米合金的催化活性为纯Ag的2.5倍。合金化后的Ag-Cu纳米材料具有较高的抗氧化性。以无碳、无粘接剂的Ag-Cu纳米合金催化剂作为空气阴极,一次锌空气电池在20 mA cm-2电流密度下的放电电压为1.18 V。可充锌空气电池的往复循环效率为56.4%。且Ag-Cu纳米合金在锌空气电池中具有较好的抗CO2中毒性。