臭氧作为传统意义上的强氧化剂,其非均相催化工艺已有悠久的发展历史。常见的非均相催化剂含有过渡金属氧化物,其中二氧化锰作为经济高效的固体催化剂,在水处理领域中受到广泛关注,但对探究使用不同还原剂制备得到相同晶型的二氧化锰催化臭氧化水中有机物鲜有报道。本论文评估了一系列锰氧化物纳米催化剂后优选出α-MnO2,接着使用一步水热法,在添加MnSO4、Mn（CH3COO）2和不加还原剂的三种条件下制备了不同的α-MnO2进行催化臭氧化降解模拟废水的氧化反应,探究α-MnO2催化O3产生活性氧（ROS）的机理和稳定性。首先研究了不同还原剂制备所得到的S-MnO2、Ac-MnO2、K-MnO2三种α-MnO2催化臭氧化降解环丙沙星（CIP）溶液(10 mg·L-1)的催化活性,同时通过表征测试探究了三种催化剂的物理化学性质。得到结果K-MnO2被发现含有最丰富的氧空位和表面羟基,此催化剂的pHpzc=4.1,同时拥有最高的催化性能,且对CIP吸附效果较差。其次得到K-MnO2最佳催化条件:催化剂煅烧温度为450℃、催化剂投加量为200 mg·L-1、O3曝气量为300 m L·min-1、溶液初始pH在6.25左右,60 min内降解效率达93.5%。结合电子顺磁共振（EPR）、电化学测试和ROS淬灭实验,证实其催化活性主要来源于催化剂表面的活性位点,对催化臭氧化过程进行探究,发现溶液中产生的ROS主要存在羟基自由基（·OH）、超氧自由基（·O2-）和单线态氧（~1O2）三种,还有催化剂上的表面羟基（-OH）与氧空位（OV）都起到了催化作用。使用液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）测试了催化过程中不同时间CIP氧化后的中间产物,并推测出其可能的降解路径。最后本文制备了以海藻酸钙为载体,K-MnO2为活性组分的复合毫米球,并构建了一种鼓泡式自动反应器,考察了催化剂制备的最佳工艺参数和其物理化学表征。并对复合毫米球进行了循环实验和稳定性分析,验证复合毫米球不仅能提高所制作纳米活性材料的回收利用率,还可以有效控制活性Mn元素的析出。此外,本实验还测试了对养殖废水的实际处理效果。综上所述,本论文为锰氧化物催化臭氧化的认识提供了更近一步的理论依据,在提高实际工艺效率方面提供了参考。