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本课题在常温常压下制得了一维Bi2O3-MnO2/Ti纳米材料,主要研究内容有如下三部分：①采用恒电流电沉积法制备ZnO/Ti纳米棒模板,通过XRD、SEM等手段对其晶型结构及表面形貌进行表征,考察了Zn2+、NO32-和沉积电流对ZnO形貌的影响,研究了其光催化性能,并探讨了其光催化降解机理；②采用模板-电沉积法制备柱状一维MnO2/Ti,通过XRD、SEM等手段对其晶型结构及形貌进行表征,考察了沉积时间对沉积效果的影响,分析了其电沉积机理,并研究了其光催化性能；③采用浸涂-分解法制备Bi2O3-MnO2/Ti、Bi2O3/Ti,通过XRD、SEM和EDS等手段对其晶型结构、表面形貌及元素组成进行分析,研究了其光催化性能,并探讨了Bi掺杂MnO2/Ti光催化活性增强的可能原因；④将第一性原理的方法引入一维MnO2纳米材料中,用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理从理论计算的角度对Bi掺杂MnO2材料进行初步研究；结果表明：1、通过SEM观察可知,当硝酸锌浓度为0.01mol·L-1、电流密度为0.5mA·cm-2时,可以制备出均一的ZnO纳米棒阵列,平均直径在100nm左右。通过XRD分析可知,其结构属六方晶系纤锌矿。ZnO/Ti在光照射下对甲基橙有较好的光催化降解效果；无光照时,2.5h内ZnO纳米棒阵列的降解率仅为7%；而在光照条件下其降解率可达到83.3%。其光催化活性来源于光照时所产生的ZnO(hVB+)及ZnO(eCB),而ZnO(hVB+)及ZnO(eCB-)通过一系列反应又可以产生出O2-·、HO2·、H2O2、OH·等强氧化基,通过一系列氧化过程,将甲基橙最终氧化成CO2和H2O,从而起到光催化降解作用。2、通过SEM观察可知,沉积时间对MnO2的微观形貌有较大影响。当沉积时间为3h时,其微观形貌呈柱状,平均直径在50nm左右；在1.5h-2.0h时,其形貌呈蜂窝片状。通过XRD分析可知,其晶型结构为α型。无光照时,Mn02对甲基橙溶液吸附值几乎为0；而在光照条件下反应3.5h,其降解率为54%。3、通过SEM和EDS观察可知,Bi203已经成功负载到一维MnO2/Ti表面。通过XRD分析可知,Bi2O3/Ti晶型结构为p型。Bi203对甲基橙溶液存在一定的吸附(3%左右),在光照条件下反应3.5h,其降解率为65.2%。掺杂Bi203后MnO2/Ti的降解率达到80.7%,并且其吸附能力也得到很大提高。Bi2O3-MnO2/Ti纳米材料具有比纯Bi2O3/Ti膜和一维MnO2/Ti高的多的光催化活性。4、采用第一性原理计算了Bi掺杂MnO2体系的电子结构,分析了Mn0.75Bi0.25O2固溶体的形成能、带隙、能带结构及态密度。根据第一性原理计算结果,Mn0.75Bi0.25O2具有较好的导电性和稳定性,Bi掺杂比例在0-0.06时,掺杂后的形成能随掺杂比例增大而急剧下降,当x>0.06时,其形成能随掺杂比例增大而缓慢上升。掺杂比例为0.06时,其形成能值最小(0.5eV),此时体系的稳定性最大。Mn0.75Bi0.25O2及MnO2的价带和导带在费米能级(EF)处发生重叠,其带隙在费米能级(EF)处为0,表现出良好金属特性；掺杂Bi后整个态密度曲线与掺杂前MnO2相比相对下降,体系稳定性增加。