1. 课题来源与背景：项目来自国家自然科学基金：氧化锰纳米催化剂的晶型效应和形貌效应研究（编号21306026）和广东省自然科学基金：层状氧化锰的插层组装及其催化性能研究（编号10251009001000003）。

     2.研究目的和意义：催化剂材料是催化技术的核心和灵魂。纳米技术的发展为催化剂材料的发展带来重大契机。纳米催化的形貌效应，对催化剂形貌的调控已经成为纳米催化领域研究的热点之一。氧化锰是一类常用的性能优异、价格低廉的催化剂材料，广泛用于各种催化反应。锰氧化物种类和晶型繁多，具有特殊形貌或者特殊暴露晶面的氧化锰纳米材料可能会具有特殊的物理化学性能。对氧化锰的晶型效应和形貌效应进行系统研究，并与催化性能相关联的研究尚不多见。拟从催化角度对氧化锰的晶型效应和形貌效应进行系统的研究。在前期，我们已对氧化锰纳米催化剂进行了大量的研究，涉及的研究包括：氧化锰的制备、晶型调控、表面积调控、氧化还原性能调控等，积累了大量的基础数据，发表了一系列文章（参考后文研究基础部分），对该体系有了非常深刻的认识。因此，本项目以常规的原料和简易的水热合成技术，从热力学和动力学两个角度调控制备不同晶型的氧化锰（主要是α、β、δ、γ等晶型），考察了其晶型效应，建立不同晶型氧化锰与特定催化探针反应（二甲醚/甲苯催化燃烧）之间的关系；在此基础上，选定特定晶型的氧化锰，通过制备参数的调变，得到不同形貌或者不同暴露晶面的氧化锰，建立了某特定晶型的不同形貌或者不同暴露晶面与催化燃烧反应活性的关系。 此外，在诸多晶型的氧化锰中，鉴于插层氧化锰具有特殊的结构，且具有优越的物理化学性能，尤其在可变价的氧化还原反应中独具优势。因此，在“低碳经济”的时代背景下，深入研究插层氧化锰的催化性能，拓展其在能源催化和环境保护等领域的应用范围，这对于解决我国日益严重的能源安全和环境污染问题有着十分重要的意义。本项目开展了层状氧化锰和插层氧化锰在二甲醚催化氧化性能的研究，着眼于新型替代能源的高效清洁利用，用物理和化学手段对环境进行修复，探寻环境友好的催化反应，复合“低碳经济”发展要求，具有重要的科学价值和应用前景。

    3. 主要论点与论据以及创见与创新：本项目主要对不同晶型和形貌的二氧化锰的可控合成，及其晶型和形貌对应的催化/电催化效应进行了研究。主要研究内容及创新点如下： （1）. 在相同或者不同的反应体系中，通过控制反应条件，采用液相法可控合成了不同晶型如α，β，γ，δ的MnO2，针对特定的晶型制备了不同形貌，如零维的纳米颗粒，一维的棒、线、棱柱，二维的片，三维的海胆球、空心球等的MnO2，实现了MnO2的晶型和形貌的可控合成。在此基础上，研究了二氧化锰的晶体结构、形貌、与其催化/电催化性能的对应关系，建立了二氧化锰的晶型效应和形貌效应，实现了从制备-结构/形貌-性能的全流程控制，相关实验结果为二氧化锰的设计、制备以及广泛应用提供了理论和实验依据。（2）. 以MnO2纳米片为基本结构单元，通过多种修饰手段，制备了CTAB-Al-MnO2、Al2O3插层复合材料和MnO2/聚苯胺复合材料，实现了片层二氧化锰纳米片的控制合成及其后续插层组装，为层状二氧化锰的插层组装及其催化应用奠定了基础；（3）. 首次将MnO2应用于绿色清洁能源载体二甲醚的催化燃烧反应，结果显示MnO2是一种性能优异的低温催化燃烧材料，能够在较低温度下实现二甲醚的催化燃烧。并且将其应用进一步拓展到VOCs（甲苯）的催化燃烧以及氮氧化物的低温DeNOx反应。项目的研究内容拓展和丰富了MnO2在催化领域的应用。（4） 研究了提高二氧化锰的催化/电催化性能的方法，例如金属掺杂，氧缺陷调控，形貌改善，导电性调控等，进一步发展了改善二氧化锰催化剂性能的策略。

    4.社会经济效益，存在问题：本项目为基础研究，尚未对经济产生直接影响。尽管如此，本研究的课题以廉价的氧化锰基催化剂为目标，该材料在VOCs的低温催化燃烧，甲醛的室温净化以及电催化储能方面具有良好的应用前景和市场。尤其是在甲醛净化方面，市场已有产品在售，我们将积极对接相关企业，努力争取成果产业化。

    5.历年获奖情况：无