随着现代科技的发展和纳米技术的日臻完善,单一性能的纳米材料已经不能完全满足人们的需求。过渡金属氧化物由于具有着优异的物理、化学性能,使其在众多候选纳米材料中脱颖而出。二氧化锰作为一种重要的过渡金属氧化物,价格低廉,环境友好且具有较高的理论比电容以及独特的催化活性,在电容器和光催化领域倍受青睐。本论文采用水热法,制备了形貌各异的二氧化锰纳米材料,利用多种表征手段,研究了合成产物的形貌以及微观结构。通过调整各项试验参数,分析实验结果,提出了可能的生长机理,并对合成的产物进行了光催化、电容等性质的研究,主要研究内容如下:1.通过一步水热法合成了形貌均一的MnO2纳米棒。该纳米棒直径为30 nm,长度为1.5μm。将该纳米棒用于降解10 mg·L-1的刚果红染料,测试结果表明,这种纳米材料120 min降解效率高达97%,显示了其在光催化领域的应用前景。2.在MnCl2-KMnO4氧化还原体系下合成了α-MnO2超长纳米线。该纳米线不但显示了很好的电容性能,同时也展现了优异的光催化性能。作为超级电容器电极材料,其最高比电容达到180 F·g-1,循环2000次,电容保留效率为78%。作为光催化剂,该产物可以对多种常见染料进行光催化降解,其中对刚果红的降解效率达到99%。以上结果表明合成样品具有多种功能,可以应用在包括超级电容器以及污水处理等多个领域。3.在酸性高锰酸钾体系中,通过水热法,实现了对不同晶型MnO2的可控合成。通过调节反应参数,探讨了体系中存在的K+、H+以及不同的酸根阴离子对产物晶型的影响,提出了可能的生长机理。最后将三种不同晶型的MnO2进行了电容性能的对比。结果显示,在相同电流密度0.5 A·g-1下,比电容α-MnO2(535 F·g-1)>δ-MnO2(464 F·g-1)>β-MnO2(155 F·g-1),其中β-MnO2循环性能最稳定,经过3000次循环,比电容保留率为80%。