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环境中的锰氧化物由于具有特殊的结构和表面特性，表现出良好的吸附性能和催化氧化活性，在控制土壤及水体环境中某些元素的转化、迁移、生物有效性或毒性起着重要作用。然而，环境中氧化锰结晶弱、含量低、组成复杂，一方面难以准确对其性质进行研究，另一方面将其作为环境净化剂用于污染物的去除也受到限制。因此，常通过不同的人工可控途径合成锰氧化物，探讨其对污染物质的吸附、催化氧化等环境行为,并期望制备得到性能优异的氧化锰环境净化剂。目前，研究者多采用高压热液、回流等方法合成氧化锰矿物材料，但在此高温下合成的锰氧化物材料晶粒大、比表面积小、成本高，如何在常温常压等条件下合成氧化锰环境净化剂仍是一个挑战。 本文应用不同氧化剂、还原剂，在微波辅助加热、常温常压等条件下合成不同结构的微纳米锰氧化物，采用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜/能谱分析（SEM/EDS）、高分辨透射电镜（HRTEM）、比表面分析（SSA）、热重分析（TGA）、全量分析等手段，结合ECOSAT4.9软件拟合，研究了三种不同结构微纳米锰氧化物的形成条件、形貌特征、表面特性，并深入分析了供试样品对重金属离子的吸附和As(III)的氧化。取得的主要结论如下： 1、微波条件下可使Mg2+-布塞尔矿快速转化成钙锰矿，所得产物结晶度较好、纯度较高，其形貌为细小片状，与热液、回流条件下的结果一致，但其热稳定性较热液、回流条件合成的钙锰矿高。控制微波功率为300 W、pH9条件下、反应1 h即可使 Mg2+-布塞尔矿转化成结晶度良好的钙锰矿。而在酸性条件下，提高微波辐照功率和延长反应时间，前驱物均不能转化为钙锰矿；中性和碱性条件下钙锰矿的形成速度快、转化率高。该结果与常压回流下 pH值对水钠锰矿转化为钙锰矿的影响结果相似，说明体系 pH值对微波辐射与常压回流条件下形成钙锰矿的影响机制是一致的。 2、以KIO4为氧化剂，MnSO4为还原剂在水热及常温下均可反应生成纯相锰钾矿(α-MnO2)。水热条件下， KIO4:MnSO4=1:1~1:8时，150℃反应4 h均可生成α-MnO2，反应物浓度和反应时间对产物结构与形貌影响较小。在常温下 KIO4和MnSO4反应也可一步合成结晶较好的单相α-MnO2。Rietveld结构精修结果表明该合成产物空间群为I4/m，晶格参数为a=9.811?，c=2.852?，其晶胞体积为274.54?3，晶粒平均直径为6.7 nm。恒定不同反应pH值，可生成不同结构的锰氧化物，体系pH值由2→3→5→7逐步升高，产物由α-MnO2→α-MnO2与δ-MnO2混合相→δ-MnO2→MnO(OH)逐步转化；合成α-MnO2产物氧化度为3.97，比表面积高达201.1 m2·g-1；该α-MnO2对As3+最大氧化量可达1086 mmol·kg-1；室温合成的α-MnO2样品充放电性能优于水热合成的样品。 3、抗坏血酸(Vc)可快速还原 KMnO4得到颗粒分布较均匀、粒径小、比表面积大的层状δ-MnO2，所得产物的氧化度为3.84~3.98、比表面积为162.7~206.9 m2·g-1、含钾量和含水量分别为3.84%~4.35%、16.31%~20.07%。当反应物氧化剂与还原剂摩尔比大于8:1时，均可在冰浴条件下得到层状δ-MnO2，但不同比例体系得到δ-MnO2的组成略微有不同，即其中水羟锰矿、水钠锰矿含量和形貌略有差异，随着氧化剂与还原剂比例从8:1增大到16:1，样品中的水羟锰矿相形貌由厚片状转为较薄而卷曲的片状，继而成短柱状，而水钠锰矿相的颗粒产物粒径则随比例增加从50 nm减小到30 nm；pH3、pH5条件下四种合成产物对溶液中的重金属离子铅和锌均有较高的吸附脱除性能，最大吸附量分别为3425、1789 mmol·kg-1；其中pH3、比例为8:1的样品对三价砷的最大氧化量为682 mmol·kg-1。 4、由于支持电解质离子静电吸附的竞争作用，铜离子在水钠锰矿（δ-MnO2）表面的吸附量随1-1型支持电解质浓度的增加而降低。然而，当电解质浓度较低时(≤0.1 mol·L-1)，由于静电斥力被屏蔽，其吸附量随着支持电解质浓度的增加而增加，其吸附行为与带正电的铁铝氧化物相反；KNO3体系水钠锰矿表面铜吸附的量高于KCl体系，其差异是由于溶液中形成Cu2+ Cl配离子所致，导致氧化锰表面对CuCl+的静电作用小于其对Cu2+的； ECOSAT4.9软件拟合证实，支持电解质KCl浓度为1 mol·L-1时，铜主要以CuCl+(58.4%)和 CuCl2(17.6%)的复合配体形态存在，当KCl浓度小于0.01 mol·L-1时，铜主要以Cu2+(＞95%)形态存在；水钠锰矿（δ-MnO2）表面吸附铜的解吸率也随支持电解质浓度的增加而增加。