3) α-MnO2/NixCo1-xOy核壳结构

核壳结构[2]材料是现阶段人类所研究出来的一种新型材料，其具有特殊的结构和形貌，核壳材料既有双层结构又有多层结构，不论是双层还是多层结构他们的内部和外部都是由不同成分组成的，促使核与壳的功能实现复合与互补[2]，因此可以制备出具有新功能的新型材料。制备核壳部分的材料多种多样，例如金属、高分子、和无机物等。随着科技的进步，壳核材料也在不断地发展，同样的对于壳核材料的定义也变得越加广泛 [2]。

二氧化锰是一种两性过渡金属氧化物，是软锰矿的主要组成部分。二氧化锰由于其储量丰富、价格便宜、合成容易、相对无毒且电化学窗口较宽、电化学性能好等特点，一直以来就是电池领域的宠儿，这也是二氧化锰最重要的用途。除此之外，它还具有离子交换和分子吸附性能，可作为催化剂和电极材料。迄今为止，发现的天然锰矿和合成的二氧化锰晶体结构，大致可以分为三类：隧道结构、层状结构、网状结构，他们的存在形式分别为一维、二维和三维。在这些晶型中，由于堆积连结的方式不同，所以形成了不同的隧道结构，一些具有大隧道结构的MnO2 中还存在一些阳离子。不同晶型结构的二氧化锰，具有不同的性能和循环寿命等。而它的性能不仅与晶体结构有关，还与所制备的氧化锰颗粒的大小、外形，特别是纳米结构紧密联系。对材料形貌和结构的控制可充分发挥材料特性并对其性能进行调整。但大多方法制备工艺复杂，在制备过程中对二氧化锰的晶体型貌不能很好的控制，制得的纳米二氧化锰晶体形态不统一，而且结晶效果差，所得的产量小[6]。而常用的水热合成法虽比较容易实现对不同晶型和形貌特征的二氧化锰可控制备，但是，需在高温高压下进行，对设备要求高，并且反应周期长，产量小。这些方法都限制了纳米二氧化锰的大规模工业化生产。从上面的限制条件来看，我们急切需要研究出一种新型的、方便的、可以大规模生产纳米二氧化锰的制备方法，这将对未来纳米二氧化锰这一产业的研究带来很大的优势。

一维（1D）的纳米材料可以促进沿着轴向方向上的电输送，同时保持高的外表面面积，在快速充放电中表现出高电容。基于MnO2氧化还原充放电机制，二维（2D）的MnO2纳米结构具有高比面积，将提供离子在电极-电解质界面的良好接触和明显的低电荷转移电阻（RCT），以便于表现出更好的电荷存储的性能。因此，结合一维和二维的MnO2纳米材料，使分层的纳米结构能够增强电荷存储和提高其比表面积。

目前我们研究了采用简单的水热合成法和热处理合成了纳米α-MnO2/NixCo1-xOy核壳结构。通过简单调控反应物的配比，合成了不同负载程度的α-MnO2/NixCo1-xOy纳米材料，通过测试，发现α-MnO2/NixCo1-xOy纳米材料具有稳定的循环稳定性以及较大的比表面积等诸多优点，进一步发现α-MnO2/NixCo1-xOy纳米材料可以成为很好的臭氧分解催化剂[7]。

1.2.2  TiO2基异制结构材料

(1) TiO2

二氧化钛具有较大的比表面积和合适的禁带宽度，能够通过吸收太阳光的紫外部分使价带电子跃迁到导带，产生空穴与自由电子，促进催化反应的进行。因为二氧化钛在使用过程中无毒无害，并且价格便宜，化学稳定性高，使用安全系数也高，所以二氧化钛成为目前最常用的光催化剂。TiO2光催化活性最高，是一种很有广阔应用前景的光催化材料，但是二氧化钛光响应范围处在紫外区域，为了拓展二氧化钛的光谱响应范围，使其在可见光下能有强烈的吸收，以及为了提高其对其他物质的催化性能，人们采用了多种方法对TiO2进行改性，比如:贵金属负载，金属掺杂、非金属掺杂、表面光敏化，半导体复合等，使具光响应范围延伸到可见光区域，并能在可见光下实现有机污染物的光催化降解。