能源与环境是当前人类面临的两大课题，从源头上解决需要开发新的可再生清洁能源，其中太阳能是最有潜力的替代能源。将太阳能转化成为可利用的电能，热能，化学能等再加以利用，有望解决能源短缺与化石能源污染的问题。同时随着人口的增多，淡水资源的短缺也日益严重，如果能将太阳能这一可持续清洁能源应用于水的净化处理，也能够缓解淡水资源不足的压力。当前开发的众多广谱的光热转换材料具备在全太阳光光谱内吸收光能进行热转换的能力。基于广谱光热转换材料制备光热复合薄膜应用于水处理也有很多报道，由于装置简单经济，能够高效收集太阳能，适用范围广，这类水处理薄膜和装置引起了越来越多的重视，在海水淡化脱盐和废水处理等多个领域得到应用。一些半导体光热转换材料同时也具备催化能力，能够在光热转换的同时对界面上的小分子污染物进行催化和分解，也受到人们的关注。
      本论文通过水热法成功合成了α-MnO2二氧化锰纳米线，并将其制备为Langmuir-Blodgett薄膜。制备的二氧化锰纳米线薄膜具有较好的全太阳光谱光吸收能力和良好的光热转换效率84%。在此基础上，我们设计了一种太阳能蒸发水的装置，该器件在一个太阳光照射下蒸发水速率为2.2 kgm-2h-1，表明二氧化锰纳米线薄膜可以有效提高光蒸发水的速率，有望作为宽谱吸收材料和滤膜应用于太阳能光热转换驱动的蒸汽净化处理系统。 以As（III）作为无机砷污染物，考察了二氧化锰纳米线薄膜光热蒸发催化体系对无机砷污染物的氧化和吸附去除。光热蒸发反应后As（III）在二氧化锰薄膜表面吸附并氧化为As（V），验证了二氧化锰纳米线薄膜具有较好的光催化活性。考察太阳光光谱的紫外、可见、红外光区的催化能力时，我们发现紫外光区的贡献为16.1%，而红外光区的贡献为18.1%，与其占光谱能量的比例不符，进一步研究氧气在不同光区光催化反应中的作用，在氮气氛保护下光催化反应的结果表明，紫外光区光催化需要氧气的参与，而红外光区光催化表面活性氧物种可能来自于二氧化锰晶格氧，不需要氧气的参与。揭示了二氧化锰纳米线薄膜可能存在光-热催化机制之外的其它光催化的途径与机制。