近年来，MnO₂纳米材料因其独特的物理与化学特性，广泛的应用于锂离子电池、离子交换、分子吸附、锌锰电池、生物传感器、催化剂材料、磁性材料以及超级电容器等诸多领域。自20世纪90年代以来，纳米科技向电化学领域渗透，科技工作者开始研发纳米级MnO₂材料。由于其具有电化学性能良好、成本低、环境友好等特点，因此，在工业生产、传感器及家庭电器电源等方面具有广泛的应用前景。本论文主要集中研究了MnO₂纳米棒及纳米线的合成、表征、构建的电化学传感器以及在超级电容器方面的应用。一、水热法制备β-MnO₂纳米棒及亚硝酸盐传感器的构建采用一种简单的水热方法来制备均一的、单晶β-二氧化锰（β-MnO₂）纳米棒，这种合成方法使用的原料简单，只用高锰酸钾和亚硝酸钠在硫酸提供的酸性条件下反应，无需任何晶种和模板。这种方法制备的β-MnO₂纳米棒的平均直径为300±20nm，长度为1.2±0.2μm。而且，还对反应溶液pH值、反应温度以及反应物摩尔比对最终产品形貌的影响进行了详细研究。另外，研究了所制备的β-MnO₂纳米棒对亚硝酸盐的催化氧化能力。结果表明，制备的传感器不仅具有较宽的线性范围（0.29μM²6.09mM，R=0.9986），较高灵敏度(1.21μA·mM^-1)，以及低检出限（0.29μM，S/N=3），而且响应很快（﹤5s）。二、利用β-MnO₂纳米棒构建过氧化氢传感器本文利用β-MnO₂纳米棒修饰玻碳电极，构建了一种新型的过氧化氢（H2O₂）传感器。β-MnO₂纳米棒是通过简单的水热法制得的，并对材料进行扫描电子显微镜和X射线衍射表征。通过循环伏安法表征β-MnO₂纳米棒修饰玻碳电极的电化学性能。此传感器对过氧化氢表现良好的催化氧化能力，从2.45μM到42.85mM范围内都表现出良好的线性关系；灵敏度高（21.74μA·mM-1）；检测限低（2.45μM, S/N=3）；响应快（小于5s）等优点。三、简单水热法合成MnO₂纳米线以及在超级电容器中的应用采用一种简单的水热方法来制备形貌均一的、单晶γ-MnOOH纳米线，然后在300℃下煅烧2h，将γ-MnOOH转化为β-二氧化锰（β-MnO₂）纳米线。这种合成方法的原料简单易得，以高锰酸钾和六次甲基四胺反应体系为研究对象，反应过程无需任何晶种或模板。对照实验研究了反应物浓度比、反应时间和反应温度对产物MnOOH的晶型和形貌的影响。结果表明在水热130℃、反应物浓度比1:1条件下反应5h，是形成γ-MnOOH纳米线的最佳条件。另外，以β-MnO₂纳米线作为活性物质制成碳糊电极,研究其电化学性能。循环伏安分析表明，电极在1.0mol·L-1的Na2SO₄溶液中，0～0.8V （vs. SCE）电位范围内,表现出良好的电容性能，在扫速是5mV·s^-1时，比电容容量是262.7F·g-1。而且以50mV s^-1时做循环测试，其比容量可达120F·g^-1。经150次循环，比容量保持率在95%以上。