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金属空气电池属于燃料电池的一类,其丰富的原材料、较高的性价比、对环境无污染、安全易操作等特点非常适合用于电动车动力电源。电池的性能主要受空气阴极的影响,阴极是催化氧还原反应,因此,电池的性能主要由催化剂决定。由于简单的单体酞菁类催化剂催化活性低,稳定性差,因此,我们设计、合成了聚合金属酞菁催化剂(PPcM/C)。用IR、UV-Vis、1HNMR表征了聚合酞菁的结构,结果证明,所合成的产物即为目标化合物。差热分析测试聚合酞菁热稳定性,结果显示,紧密排列聚合酞菁在500℃以下不分解,具有良好的热稳定性。考察了不同FeN4载量和不同活化温度的催化剂制备工艺,通过对催化剂旋转圆盘电极(RDE)测试,得到最佳的活化温度为400℃,最佳的质量比为PPcFe:C=1:1,该工艺下催化剂在酸性条件下氧气初始还原电位为0.80V vs. RHE,电子转移数为3.81。200圈线性伏安扫描与时间-电流测试催化剂稳定性,200圈线性伏安测试显示催化剂性能几乎无衰减,60h时间-电流测试显示催化剂有优秀的耐久性。用TEM、SEM、EDX、XRD和XPS对催化剂元素组成(和价态)、微观结构、形貌进行了表征,结果表明,金属聚合酞菁均匀负载在活性碳的表面,催化剂为无定形结构,催化活性中心为在酞菁环中的金属离子。将所制备的催化剂用于镁空气电池,考察了电池制备工艺。其最佳的空气电极的制备工艺为：催化层中催化剂载量以FeN4活性中心1mg/cm2，厚度为0.1mm,催化层各组分配比为：活性碳：乙炔黑：PTFE：造孔剂=2：1：3：2；防水透气层厚度为0.2mm,PTFE含量为50%,造孔剂为无水硫酸钠,含量为33%。镁合金阳极材料为掺稀土镁锰合金,最佳极板间距为6mm。在该条件下,对用不同催化剂制备的电池的性能进行了研究,结果表明,PPcFe/C与Pt/C催化性能相近,特别是在大电流放电的条件下。说明聚合酞菁催化剂是一种高性能的镁空气电池阴极催化剂。恒电流不间断放电电池稳定性测试表明,连续11h放电,镁空气电池性能几乎不衰减,说明酞菁催化剂催化的镁空气电池具有稳定的放电性能。