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高效降解有机染料污染物至关重要。锰氧化物(MnOx)可作为优异的催化剂,用于有机染料污染物的高效降解。制备、调控得到不同氧化态、形貌及晶型的MnOx得到广泛关注。水热法是制备单分散微/纳米结构MnOx最简便、有效的方法,若与机械搅拌结合,有望获得粒径均一的MnOx微/纳米结构。本文通过简单一步水热搅拌法合成了由MnOx纳米片径向排列而成的高比例低价MnOx微米绣球(HRLV-MOMs),从而保证MnOx表面晶胞充分暴露,提高利用率。HRLV-MOMs 含 MnO、MnO3 和 γ-MnO2,比例分别为 49.2%、32.3%和18.5%,其比表面为50.6 m2·g-1,粒径约1μm。HRLV-MOMs能超快速催化H2O2降解有机染料。HRLV-MOMs对结晶紫和乙基紫的催化降解过快,无法实验追踪其动力学过程。为了与文献数据对比,HRLV-MOMs作为快速催化H2O2降解亚甲基蓝(MB)的优异催化剂,效率高达100.mg·gHRV-MOMs-1·min-1,是已报道的纯MnOx合成中未加入其他任何基底组分降解MB最大值的4倍。HRLV-MOMs表现出良好的循环稳定性,经10次循环利用后,形貌和晶型保持良好。超快速催化降解过程归因于HRLV-MOMs中由高比例低价MnOx(MnO、M12O3)产生的大量羟基(·OH)自由基,由MnO2产生的超氧(O2·-)自由基可进一步加速有机物的降解,测得两种自由基产率分别为74.0mg·gHRLV-MOMs-1和6.6 mg·gHRLV-MOMs-1。迄今为止,这种定量测定催化降解有机物过程中自由基含量的研究尚未见报道。在本文中,还通过调控水热反应物组成及其浓度、反应时间及温度分别得到了 MnO2空心纳米棒海胆(HNRUs,d =～4μm)、MnO2空心纳米球(HNSs,d=～500 nm)、MnO2 纳米线(NWs,1>10μm)以及 MnO2纳米线海胆(NWUs,d=～5μm),研究了它们催化H2O2降解MB的性能,结果表明催化降解效率,顺序如下:MnO2 HNRUs(16.2mg·gMnO2HNRUs-1·min-1)>MnO2HNSs(4.0mg·gMnO2 HNSs-1·min-1)>MnO2 NWs(3.9 mg·gMnO2 NWs-1·min-1)>MnO2 NWUs(3.4 mg·gMnO2 NWUs-1·min-1)。MnO2 HNRUs的循环稳定性较好,循环利用2次后形貌和晶型可以较好保持,通过向该催化降解体系加入自由基清除剂叔丁醇(TBA)、对苯醌(p-BQ)得出,该体系的高效降解原因在于·OH自由基至关重要的作用。该工作深化了对MnOx,尤其是低价MnOx催化降解有机物过程中活性物种的基础科学认识;在水处理方面快速降解有机污染物,优化生态环境具有重要实用价值。