摘 要：为了解决目前臭氧污染严重的问题，以氯化铵为还原剂，运用水热法合成一系列Cl掺杂的水钠锰矿型二氧化锰（d-MnO₂），其中MnO₂-1.25在空速1200 L/g.h、相对湿度50%的条件下，在连续运行12 h后对入口100 ppm的臭氧仍保持93.6%的去除率。Cl掺杂后的d-MnO₂晶型并没有出现明显变化，呈现微米量级的花状结构，但锰缺陷和表面羟基逐渐增多。通过BET和水蒸气物理吸附结果可以发现，不同氯元素掺杂量的d-MnO₂的比表面积基本不变，孔径逐渐由微孔为主向介孔为主转变，疏水性明显增强。一系列原位测试表明，MnO₂-1.25可产生更多的羟基自由基和超氧自由基，并且催化分解臭氧时并没有出现过氧物种的积累。DFT计算结果可知，经过Cl原子掺杂的d-MnO₂更容易产生氧空位和锰缺陷，同时对于臭氧的吸附能明显增加，对于氧气和水分子的吸附能力减弱。锰缺陷越多的催化剂表面羟基越多，吸附臭氧后使得其键长变的越长。并且根据差分电荷和态密度的结果可知，Cl掺杂后的d-MnO₂更有利于电子的传递，这样更有利于臭氧得到电子进而最终分解成氧气。提出了HO₃·作为中间产物的臭氧催化分解的机理，这一工作对研究开发高效的臭氧去除催化剂具有实际意义。
 

氧空位；水热法；臭氧分解；锰缺陷