近些年一维结构如纳米线、纳米棒和纳米管等已经吸引了人们很大的兴趣。具有一维结构的材料成为研究热点，由于锰氧化物具有新奇的物理和化学性质，因此成为一种重要的应用材料。锰氧化物常被应用于离子交换、分子吸附、催化材料和电化学电容器等领域。到目前为止，各种形貌的锰氧化物已被合成，如纳米粒子，纳米棒/纳米带/纳米线/纳米管，纳米层，介孔/分子筛和树杈状结构，海胆/兰花状，以及其它层状结构。氧化锰纳米粒子具有较大的比表面积和较多的氧空位，使其对甲苯催化氧化反应表现出良好的氧化还原性能。因此，研究不同形貌氧化锰的催化性能具有重要的学术意义和应用价值。本文工作采用水热法制备了具有特定形貌的氧化锰催化剂，利用X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）/差热分析（DSC）、氮气吸附-脱附（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）、X射线光电子能谱（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）等技术表征了其物化性质，评价了这些氧化锰材料对甲苯氧化反应的催化活性，得到了以下主要研究结果：（1）采用水热法，以高锰酸钾和（或）硫酸锰为锰源得到了一维纳米棒状、线状和管状MnO₂；采用CCl4溶液法，以高锰酸钾和氯化锰为锰源，得到了花状Mn₂O₃。棒状、线状和管状MnO₂均为四方晶相-MnO₂，花状Mn₂O₃为六方晶相Mn₂O₃。经测定，棒状、线状和管状-MnO₂的比表面积分别为83m²/g、83m²/g和45m²/g，花状Mn₂O₃的比表面积最高为162m²/g。这些氧化锰催化剂表面有多价态的锰离子(如Mn³⁺、Mn⁴⁺和Mn²⁺)的存在并有氧空位的形成。（2）棒状、线状、管状-MnO₂和花状Mn₂O₃的氧空位浓度和低温还原性能均按棒状-MnO₂>管状-MnO₂>花状Mn₂O₃>线状-MnO₂的顺序递减，而棒状、线状、管状-MnO₂和花状Mn₂O₃对甲苯的催化性能跟这一顺序正好吻合。其中，棒状-MnO₂对甲苯氧化反应表现出最好的催化性能，在空速为20,000mL/（g h）的条件下甲苯转化率为50%和90%时的温度分别为210oC和225oC。（3）采用水热法或水浴法在不同条件下制备出棒状-MnO₂、花状-MnO₂和哑铃状-MnO₂。经XRD测定，其晶型分别为四方相、六方相和四方相。棒状-MnO₂、花状-MnO₂和哑铃状-MnO₂的比表面积分别为53m²/g、30m²/g和114m²/g。（4）-MnO₂、-MnO₂和-MnO₂的吸附氧浓度和低温还原性能依次降低，这些性质影响它们对甲苯氧化反应的催化活性。规整形貌MnO₂的催化性能远高于体相的。在空速为20,000mL/（g h）时，在-MnO₂、-MnO₂和-MnO₂催化剂上甲苯转化率为90%时的温度分别为238oC、229oC和241oC。-MnO₂、-MnO₂和-MnO₂的表观活化能在2026kJ/mol范围内。（5）所制得的氧化锰催化剂优异的催化性能与其高的氧空位浓度和良好的低温还原性能有关，而比表面积并不是影响氧化锰催化活性的关键因素。