一、氧化反应催化

• 醇类氧化：在温和条件下（如常温、常压），氢氧化锰可催化苯甲醇、环己醇等转化为相应的醛或酮。例如，以氧气或过氧化氢（$H^2{O}^2$）为氧化剂时，$Mn(OH{)}^2$表面的$M{n}^{2+}$可通过价态变化（$M{n}^{2+}\leftrightarrow M{n}^{3+}$）传递氧原子，促进醇的脱氢反应，且产物选择性高（减少过度氧化为羧酸的副反应）。

• 烯烃环氧化：对于乙烯、丙烯等烯烃，氢氧化锰可催化其与氧化剂（如$H^2{O}^2$）反应生成环氧化物（如环氧乙烷）。其作用机制是通过表面羟基与氧化剂结合，形成活性氧物种（如$\cdot OH$自由基），攻击烯烃双键实现环化。

• 污染物氧化降解：在水处理中，氢氧化锰可活化$H^2{O}^2$或过硫酸盐，产生强氧化性的自由基（如$\cdot OH$、SO_4^·^-），高效降解水中的有机污染物（如酚类、染料、农药）。例如，处理含苯酚的废水时，其催化效率可与传统的铁基催化剂（如$F{e}^{2+}$）相当，但更稳定且无二次污染。

二、电催化反应

• 氧还原反应（ORR）：在燃料电池或金属 - 空气电池中，氧还原反应是正极的关键反应。氢氧化锰（或其与碳材料的复合材料）可作为 ORR 催化剂，替代昂贵的铂基材料。其催化机制是通过$Mn$的价态变化（$M{n}^{2+}/M{n}^{3+}/M{n}^{4+}$）吸附并活化氧气，促进$O^2$还原为$O{H}^{-}$（碱性条件）或$H^{2}O$（酸性条件）。

• 氧析出反应（OER）：在电解水制氢过程中，氧析出反应是速率决定步骤。氢氧化锰基催化剂（如$Mn(OH{)}^2$修饰的金属氧化物）可降低 OER 的过电势，提高电解效率。其表面的羟基（$-OH$）有助于吸附水分子并促进其分解为$O^2$。

• 二氧化碳还原反应（CO₂RR）：在电催化还原 CO₂制备燃料（如 CO、甲烷、甲醇）的反应中，氢氧化锰可通过调节$Mn$的价态和表面缺陷，提高 CO₂的吸附能力和转化选择性，尤其对生成 CO 的选择性较高。

三、光催化反应

• 光催化降解污染物：将$Mn(OH{)}^2$与 TiO₂、g-C₃N₄等半导体复合后，在可见光照射下，可高效降解水中的有机污染物（如罗丹明 B、甲基橙）。其作用是捕获光生电子，减少电子 - 空穴对的复合，同时通过$Mn$的价态循环产生活性氧物种（如$\cdot O^2$），加速污染物氧化。

• 光催化制氢：在光催化分解水制氢反应中，$Mn(OH{)}^2$可作为电子传递介质，促进光生电子向质子（$H^{+}$）的转移，提高产氢速率。例如，与 CdS 复合后，可拓宽光响应范围至可见光区域，同时抑制 CdS 的光腐蚀。

四、其他催化应用

• 脱硫脱硝催化：在工业废气处理中，氢氧化锰可作为催化剂，促进二氧化硫（$S{O}^2$）和氮氧化物（$N{O}^x$）的氧化，再通过吸收剂（如氨水）将其转化为硫酸盐或硝酸盐，实现废气净化。

• 有机合成中的偶联反应：在 Ullmann 偶联反应（如芳香族化合物的碳 - 碳键形成）中，氢氧化锰可替代传统的铜基催化剂，降低反应温度并提高产物收率，尤其适用于对官能团兼容性要求高的反应。

优势与特点

1. 成本低：锰资源丰富，制备工艺简单（如沉淀法），适合大规模应用；

2. 环境友好：不含剧毒元素，废弃后对环境影响小；

3. 可调节性强：通过掺杂（如 Co、Ni）、复合（与碳材料、半导体）或控制晶体结构，可灵活调控其催化活性和选择性。