随着现代科技的发展,常规的半导体材料已经不能满足各个领域的要求。层状纳米材料由于其优异的性质而备受关注,一方面,由于层状纳米材料可以通过层间掺杂离子来改变其禁带宽度,丰富了层状纳米材料的应用范围;另一方面,层状纳米材料通常具有大比表面积的特性,因此它们可以作为高活性的吸附剂和催化剂。MnO2是一种高效的催化剂,由于其低成本,丰富的储量,极好的稳定性和生物相容性而具有巨大的环保和生物医学应用潜力。本文主要研究对象是δ相MnO2（δ-MnO2）层状纳米材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见（UV-VIS）光谱和电子自旋共振（ESR）等对其形貌、晶体结构、化学成分和抗菌等特性进行了研究。本文主要内容包括以下几个方面:1.利用水热法,采用硫酸锰（MnSO4）与高锰酸盐,例如高锰酸镁（Mg（Mn O4）2）、高锰酸钠（Na Mn O4）或者高锰酸钾（KMn O4）,在聚四氟乙烯内胆高压反应釜中反应,制备出层状δ-MnO2。通过调节反应温度、反应物比例等,找出最适合的反应条件,制备出带隙可调控的MnO2纳米材料。同时还定量分析了不同掺杂的MnO2中掺杂离子与Mn的比例。发现δ-MnO2纳米材料的掺杂程度越高,禁带宽度越小。2.将制备的δ-MnO2纳米材料进行抗菌研究,探索了所制备的δ-MnO2纳米材料在细胞安全浓度范围内对变形链球菌（Streptococcus mutans,S.mutans）的抗菌能力。发现所有这些MnO2纳米材料在无光照条件下都显示出自发的抗菌性。并且,观察到较窄带隙的MnO2表现出更好的抑制细菌的能力。3.为了验证δ-MnO2纳米材料的抗菌机制,通过ESR测试了活性氧自由基（reactive oxygen species,ROS）的产生。分析得到,这些MnO2纳米材料在无光照条件下能够自发地产生ROS,例如超氧阴离子自由基（superoxide anion radical,·O2-）和羟基自由基（hydroxyl radical,·OH）。而ROS具有很强的氧化能力,会破坏生物分子,如蛋白质、维生素和微生物细胞的脂质。从ESR中可以发现,MnO2纳米材料掺杂程度越高,产生的ESR信号就越强。这种增强主要归因于掺杂程度较高的MnO2提供了更多的自由电子以产生更多具有抗菌作用的ROS。4.对δ-MnO2纳米材料的可控降解行为进行了探究。随着维生素C（Vitamin C,VC）的不断加入,含有MnO2的溶液开始褪色,这表明MnO2逐渐降解为水溶性锰（Mn）离子。因此,δ-MnO2不仅具有抗菌性,而且还显示了生物安全性,发现了其体内应用前景。