金属氧化物及复合氧化物纳米材料具有丰富的物理化学性质,是材料科学和材料化学的重要研究对象,在诸多领域有着广泛的应用。由于晶体存在各向异性,决定了晶体中不同的晶面或取向会表现出不同的物理和化学性质。因此,控制合成不同形貌及组装方式的金属氧化物及复合氧化物纳米材料,进一步调控其物理和化学性能,提高其在光、磁及催化等方面的性能,对于基础科学研究和技术应用都有着重要的意义。本文在水(溶剂)热条件下,将纤维素基高分子表面活性剂引入到反应体系中,合成了一系列形貌新颖的金属氧化物及复合氧化物纳米材料,并通过调节反应条件,实现了对其形貌的控制。通过相关的表征及性能研究,对纳米材料的形成机理、形貌与性能之间的关系进行了有益的探索。主要研究内容如下：1.高度有序的自组装纳米结构可能具有新颖的性能,在羧甲基纤维素纳(CMC)存在的条件下,成功合成了由纳米棒组装的中空氧化锌(ZnO)笼状超结构。通过改变反应条件,ZnO中空笼状超结构可从单个笼,双笼,多个笼和相连的笼进行调节,并提出了可能的形成机理。并研究了不同ZnO笼状超结构催化分解高氯酸铵(AP)性能,结果表明,所有的笼状超结构都有很好的催化分解AP的活性,其中以单头笼状超结构催化性能最好。2.天然高分子表面活性剂CMC,不仅可以作为晶体生长调节剂,还可作为反应物参与反应。利用KMnO4和CMC发生的氧化还原反应,通过改变反应条件(反应物摩尔比、反应温度和反应时间),合成了一系列的锰基纳米结构如：八面体Mn3O4, MnOOH纳米棒,MnO2纳米线和梭状的MnCO3纳米颗粒聚集体。并研究八面体Mn3O4纳米粒子的直接电化学性质,结果表明八面体Mn3O4可以有效地促进细胞色素c在电极表面的电子传递。3.高指数晶面具有较高的表面能,可能具有高反应活性或特殊的物理和化学性质。我们在高分子表面活性剂CMC水溶液中成功地制备了具有高指数暴露面的十四面体和斜平行六面体氧化铁纳米晶。磁性研究表明这两种纳米晶有着不同的磁学性质。十四面体氧化铁纳米晶在室温下表现为自旋斜交的铁磁性主导,而在Tm温度以下铁磁性消失。斜平行六面体纳米晶在室温下表现为自旋斜交的铁磁性和缺陷型铁磁性共存,而在低温下是缺陷型铁磁性主导。4.自组装的纳米结构,由于具有特殊形貌和结构,而赋予纳米材料新颖的物理和化学性质。将CMC作为生长调节剂引入到反应体系中,合成了新型分级鼓状氢氧化镉(Cd(OH)2)超结构。Cd(OH)2鼓状超结构是由若干多面体单元聚集而成,这些多面体单元是不完整的六角双锥金字塔结构。通过分析相关实验结果,提出了这种鼓状Cd(OH)2超结构可能的形成机理。通过高温焙烧得到氧化镉(CdO)超结构,并能够保持形貌。催化性能研究表明,Cd(OH)2和CdO超结构都具有较好的催化分解AP活性。5.纳米材料的物理和化学性质与暴露晶面密切相关,合成具有不同暴露晶面的晶体对进一步研究其性能具有重要意义。在甲基纤维素(MC)存在条件下,利用溶剂热法,通过改变反应体系中NaOH的物质量,成功合成了具有不同暴露面的ZnSnO3多面体,包括六面体、削角六面体、十四面体、削角八面体及八面体。6.其他相关工作。采用简单的溶剂热法,用生物分子甘氨酸辅助合成ZnO纳米结构,通过调节溶剂中水和乙醇的比例,调控合成了具有不同形貌和组装方式的ZnO微/纳结构,并研究不同形貌的ZnO催化及光致发光性能；通过简单的液相法,无需任何表面活性剂存在条件下,通过调节反应条件,控制配合物晶体生长,得到形貌均一的球状和线状金属钴与乙酰丙酮和肼的配合物纳米结构。