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大气中的臭氧污染越来越严重,对人类健康和生活环境产生不同程度的危害,而近地表面臭氧主要来源于水处理、医疗卫生、打印机等方面。人类正长期面对低浓度臭氧环境的威胁,亟需开发经济高效、绿色稳定的臭氧分解技术。室温催化分解臭氧方法因其高效、安全稳定的特点备受关注,同时也是目前最具潜力和应用前景的臭氧分解技术。锰氧化物作为一种环境友好且廉价易得、晶型结构多样、形貌易于调控的催化剂,对催化分解臭氧有着显著的影响。本论文采用一步水热法制备了一系列金属掺杂二氧化锰的M-MnO2催化剂,发现La-MnO2催化剂的催化分解臭氧的活性优于MnO2催化剂,通过XRD、FESEM、BET、H2-TPR激光拉曼、XPS和TEM对催化剂的结构、形貌等进行了表征。研究发现,掺杂金属La破坏了 MnO2的晶体结构,导致了其结晶度变差,形成了混合晶体,产生了更多的表面缺陷;相对于MnO2催化剂,引入金属La制备的La-MnO2催化剂具有较低的还原温度和更加丰富的表面氧空位,有利于吸附和分解臭氧。以碳酸氢铵(NH4HCO3)和硫酸锰(MnSO4·H2O)为原料,通过室温共沉淀法制备了球状碳酸锰(MnCO3),考察了其在不同碳锰比、原料浓度、反应时间和反应温度条件下所制备的MnCO3催化剂的催化分解臭氧性能,并利用控制变量法优化了催化剂的制备工艺。其中,最佳的工艺条件为:碳锰比R(NH4HCO3与MnSO4·H2O的摩尔比)为1:1.5,老化时间为50 min,反应温度为30℃。对最佳条件制备的MnCO3催化剂进行热解改性,制备MnOx催化剂,探究热解条件对MnOx催化剂催化分解臭氧活性的影响,优化得出最佳的热解条件为:在320℃,焙烧时间为4h。为进一步提高MnOx催化剂的活性,在前期最佳的合成工艺基础上,采用等体积浸渍法引入金属M(M=Ce、Co、Cu、La、Ni)制备MxOy-MnOx催化剂,并发现改性后的CeO2-MnOx催化剂具有良好的催化活性,且其活性高于其他MxOy-MnOx催化剂。采用XRD、FESEM、BET、H2-TPR激光拉曼、XPS和TEM等对催化剂进行了表征,结果与预期相一致。研究发现,CeO2-MnOx催化剂为混合晶体催化剂,其原有的MnOx结构进一步坍塌,导致了晶体结晶度变差,催化剂有更多的表面缺陷。结构分析进一步表明,CeO2-MnOx催化剂拥有更多的表面氧空位,所以呈现出优异的催化分解臭氧活性。