空气电极是空气电池的主要组成部分,组成催化剂的类型决定了氧还原和析出反应的历程。本论文以Ti4O7及TiO2纳米管为载体,分别制备了负载过渡金属氧化物催化剂,并以XRD、SEM对所制备催化剂的组成及形貌进行分析,然后将催化剂制成空气电极,并测试其CV曲线、极化曲线、充放电循环特性等电化学性能,系统地研究了钛氧化物空气电极催化剂的制备及电极性能。催化剂制备方法以浸渍法及沉淀法为主,分别制备了Co3O4/Ti4O7、 Fe2O3/Ti4O7、MnO2/Ti4O7催化剂。通过ICP分析、XRD及SEM表征发现两种制备方法均得到负载型催化剂,其中沉淀法包覆效果明显,但氧化物略有团聚,而浸渍法分散均匀。测试电化学性能发现,负载过渡金属氧化物后电极极化增大,氧析出电位降低。Ti4O7负载Fe203和MnO2,降低了氧还原反应过电位,有利于氧的四电子还原过程。特别是MnO2/Ti4O7催化剂的氧还原峰起始电位正移到0.13V附近,且其氧还原反应的电流密度大于Fe2O3/Ti4O7和Ti4O7催化剂。以上几种催化剂组装成二次金属氢化物-空气电池测试发现,较小电流密度下,MnO2/Ti4O7催化剂电极放电电压较高；较大电流密度下,Co3O4/Ti4O7催化剂占优势。用水热法合成TiO2纳米管后,以浸渍法制备得到Co3O4/TiO2、MnO2/TiO2催化剂,金属氧化物在TiO2表面的负载量约为Ti4O7的两倍。两种过渡金属氧化物负载催化剂均具备氧还原-析出能力,Co3O4/TiO2催化剂电极的放电反应主要以较理想的直接四电子过程进行,对氧还原-析出反应具有很好的双功能作用。