纳米材料因其独特的物理化学性质和在催化、新型荧光材料、纳米光电器件等诸多方面的广阔应用前景引起人们浓厚的研究兴趣。纳米材料特殊的性质受其尺寸、形貌、结构(微结构)、组成以及结晶状况等因素的影响,因此,如何控制纳米材料的体相结构,同时控制纳米晶体的形貌和表面结构以调控材料相应的物理化学性质成为目前的一个研究热点。本课题组在金属氧化物半导体纳米晶如TiO2、SnO2、ZnO、Co3O4等的形貌和晶面控制方面做了很多有益的尝试,并得到有价值的科研成果。在本课题组相关研究的基础上,本论文以Zn2SnO4和Zn2SiO4为主要研究对象,从相结构和表面结构出发,合成并探讨了它们的结构与物性的关系。主要的研究结果包括以下几个方面:　　 第一章,从纳米材料的性质出发,在大量文献调研的基础上,对纳米晶体相结构、表面结构与纳米材料性质影响的研究进展作了简要的回顾和总结,并简要介绍了水热与溶剂热法对物相和形貌控制合成的优势。提出了本文的研究意义和主要内容。　　 第二章,通过适当调控溶剂热反应中溶剂乙二醇/水的体积比和反应物NaOH/SiO2的摩尔比,成功合成出分别发绿色和黄色荧光的α-和β-Zn2SiO4:Mn纳米颗粒。α相为稳定相,β相为亚稳相。实验证实α-和β-ZnzSiO4:Mn形成机理不同,α-Zn2SiO4:Mn在纯水溶剂中经均相成核,而β-Zn2SiO4:Mn在富乙二醇溶剂中经异相成核生长。由于前驱体高度分散,溶剂热合成大大提高了掺杂离子Mn2+的掺杂效率,α-和β-Zn2SiO4:Mn中其最佳掺杂量分别为1.4 mol％和4.7mol％。XPS分析数据显示p相中的Mn/Zn2p3/2内层电子轨道结合能明显红移,表明Mn2+离子配位环境发生改变,而Mn2+离子配位环境的变化可能是β-Zn2SiO4:Mn荧光性质不同于α相的根本原因。　　 第三章,通过在水热反应中不同碱如三乙胺(TEA)、水合肼(HH)和四丁基氢氧化铵(TBAH)的选择使用,成功合成出立方(稳定相)和准立方相(亚稳相)Zn2SnO4。实验发现TBAH同时作为反应物、溶剂和表面活性剂,发挥多重功效,在准立方相的合成中起关键作用。通过调节碱和表面活性剂SDBS、CTAB或PVP的浓度和种类等,可控制合成出立方体、八面体、切角八面体、十四面体等多种形貌的Zn2SnO4颗粒。实验证实,准立方相的禁带宽度比立方相有明显红移,其对乙醇等还原性气体的气敏性质比立方相Zn2SnO4有明显改善。　　 第四章,成功合成了Zn2SnO4立方块形貌的分级结构,经XRD、SEM和TEM测试分析发现该分级结构由取向垂直于立方块表面、主晶面为{111}的Zn2SnO4纳米片组装而成。通过观察反应起始物中表面活性剂的种类、反应温度和反应时间等对产物形貌的影响,提出了立方块型Zn2SnO4分级结构“前驱体诱导”的生长机理。UV-vis DRS光谱数据表明立方块型Zn2SnO4分级结构的禁带宽度与纳米小颗粒相同。由于分级和多孔等结构特点,立方块型Zn2SnO4对四丁基胺、乙醇等还原性挥发气体的气敏响应比单级结构Zn2SnO4纳米颗粒提高很多。　　 第五章,在有机溶剂异丙醇中通过碱量的控制有效调节了ZnO微纳米晶的形貌,得到棒状、锥状和花状结构的ZnO。碱在反应中既是反应物,又是表面结构调控剂,可吸附在表面能较高的晶面,调节晶面表面能的次序;同时它还可作为刻蚀剂,使ZnO形貌由单级结构向分级结构发展。荧光表征发现ZnO花状结构由于碱的刻蚀作用具有更多的表面缺陷,其可见光区荧光发射最强。有机物的光降解实验表明ZnO纳米棒比六方双锥微粒的光催化效果好。而从晶面结构的角度来看,具有六个由Zn2+裸露的{-101-1}晶面的六方双锥比主要晶面是非极性面{10-10}的ZnO纳米棒光催化效果好。