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不同形貌的纳米CeO2具有独特的物理化学性质，其在环境和能源等领域有着广泛的应用。获得一种既能控制纳米CeO2尺寸、形貌，又能提高其性能的有效合成与制备方法是该领域主要研究热点之一。 本论文采用了一种简单、环保的化学共沉淀法，通过阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和CeCl3·6H2O，在室温下直接合成了不同形貌的纳米结构CeO2。利用XRD、FT-IR、SEM、TEM和SAED对所得CeO2的形貌和结构进行了分析表征。进一步研究了纳米CeO2降解偶氮染料刚果红的性能。为获得降解的最佳条件和参数，对刚果红溶液不同初始浓度、温度、pH值、纳米CeO2用量、不同光照条件、纳米CeO2不同形貌（纳米颗粒、纳米颗粒和纳米棒的混合结构、纳米棒）、再生纳米CeO2对降解性能的影响，及其降解刚果红的机制进行了研究。研究结果表明，采用纳米CeO2降解偶氮染料刚果红效果显著，使其成为水处理方向有应用前景的方法和技术。 本论文工作获得以下研究结果: (1)采用化学共沉淀法在室温下获得了纯度高、结晶好、分散均匀的不同形貌纳米结构二氧化铈（纳米颗粒、纳米颗粒和纳米棒混合结构、纳米棒）。当陈化时间为数小时，得到CeO2纳米颗粒，粒度大小约为5～10nm;当摩尔比CTAB∶Ce3+＜1.5∶1，且陈化时间大于10天时，得到CeO2纳米颗粒和纳米棒的混合结构（纳米颗粒粒径大小为5～10nm，纳米棒的长度为100～220nm）。当摩尔比CTAB∶Ce3+≥1.5∶1，且陈化时间大于10天时，纳米颗粒在调制剂（CTAB）的作用下生长得到纳米棒，纳米棒长度在100～200nm，直径在10～12nm。 (2)不同形貌纳米结构CeO2均可以降解刚果红，且降解效果均比较显著。以下因素对CeO2降解刚果红具有影响: ①CeO2用量的影响:在刚果红溶液初始浓度一定的条件下，在一定范围内随着CeO2用量的增加，其降解效果也随之提高。其中，纳米棒降解所需的用量最小，其次是混合结构。 ②刚果红溶液初始浓度:在CeO2用量一定的条件下，在一定范围内随着刚果红溶液浓度的增加，纳米CeO2降解刚果红的效果也随之降低。 ③刚果红溶液温度:温度适当地增高，可以有效地提高CeO2纳米颗粒降解刚果红的效果，而温度对于CeO2纳米颗粒和纳米棒的混合结构的降解效果影响并不是很大; ④刚果红溶液pH值:将刚果红溶液的初始pH值调至碱性（≥9），其较大地降低了CeO2纳米颗粒降解刚果红的效果;而对于CeO2纳米颗粒和纳米棒的混合结构而言，则有一定促进降解的作用; ⑤光照:光照条件（紫外光、可见光、避光）对三种形貌纳米CeO2降解刚果红的效果均没有影响。 (3)纳米CeO2具有可再生性，其经多次降解后进行再生，仍具备降解刚果红的能力，仅是降解效果稍低于再生前。 (4)纳米CeO2降解刚果红的机制:纳米CeO2中阳离子Ce3+/Ce+发生氧化还原反应生成的羟基自由基具备强氧化性，氧化降解了刚果红。