苯、甲苯和二甲苯（BTX）是挥发性有机污染物（Volatile Organic Compounds,VOCs）的主要组成部分。它们主要来源于印刷、化工原料生产及汽车尾气的排放等,对大气环境和人体健康造成严重危害。将污染物转化为二氧化碳和水的深度催化氧化技术是目前消除VOCs的一种有效方法。因此,制备得到低温高活性的催化剂并用于BTX的深度催化氧化是非常有意义的研究课题。本论文首先采用不同的方法制备得到组成和晶型不同的锰氧化物催化剂,包括Mn3O4、Mn2O3和α-、β-、γ-、δ-MnO₂。并以邻二甲苯为目标污染物,考察了锰氧化物的组成和晶型对其催化活性的影响。随后,针对活性较好的α-MnO₂,以Na2S2O3和KMnO₄为原料,采用氧化还原沉淀法,可控制备了α-MnO₂纳米颗粒;以KMnO₄和二价锰盐为原料,采用水热氧化还原法,制备得到微晶态α-MnO₂纳米颗粒。考察了制备条件对催化剂微观结构和活性的影响,同时对微晶态α-MnO₂的催化机理进行了初探。采用比表面积测定仪（Brunauer-Emmett-Teller surface area measurement,BET）、X-射线衍射（X-ray diffraction, XRD）和场发射扫描电镜（Field emission scanning electron microscope, FESEM）等测试手段对所得α-MnO₂的微观结构进行了表征。具体研究内容如下:1、采用不同方法,制备得到了α,β,γ和δ四种晶型的MnO₂及Mn2O3和Mn3O4等几种锰氧化物。以邻二甲苯的转化率和二氧化碳的产率综合评价了上述锰氧化物的催化活性。结果发现,MnO₂的催化活性高于Mn2O3和Mn3O4,四种晶型MnO₂的活性顺序为δ-≈α-﹥γ-﹥β-MnO₂。其中,δ-MnO₂可在230 oC将0.06 vol.%的邻二甲苯完全分解为二氧化碳和水。2、用Na2S2O3还原KMnO₄,HNO3调节pH = 3⁵,经过不同的焙烧温度可控制备了α-MnO₂纳米颗粒。研究发现,该α-MnO₂纳米颗粒的热稳定性和催化活性良好,在400 oC⁷00 oC保持晶型稳定,粒径在25 nm ⁵0 nm之间。其中,直径为25 nm的α-MnO₂纳米颗粒可于220 oC使0.06 vol.%的邻二甲苯完全转化为二氧化碳和水,并且其活性在连续60 h的测试中保持稳定。3、以KMnO₄和二价锰盐为原料,加碱调pH = 8,采用水热法合成微晶态的α-MnO₂纳米颗粒。通过调变水热反应时间、反应温度和起始反应物的浓度等条件,得到了粒径25 nm左右的微晶态α-MnO₂纳米颗粒。并将微晶态α-MnO₂用于邻二甲苯的深度催化氧化,发现该α-MnO₂催化剂可在200 oC实现0.06 vol.%邻二甲苯的完全催化氧化,并且其深度催化氧化邻二甲苯的反应中遵循吸附氧反应机理。该催化剂在连续60 h的活性测试中保持稳定并且可以循环使用三次以上。