四氧化三铁（Fe₃O₄）具有半金属特性,室温下自旋极化强,毒性低,生物相容性好,因此,在生物医学、传感器、以及微波吸收等领域有着广泛的应用。Fe₃O₄纳米颗粒由于量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,具有不同于常规材料的特征。但是大的表面能使Fe₃O₄纳米颗粒易团聚,因此常需不同的材料对其表面修饰。论文以含不同羟基数量的化合物修饰Fe₃O₄纳米颗粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、热重分析仪、振动样品磁强计等表征手段对其进行了表征和分析,系统探究了这些多元醇分子中羟基数量对Fe₃O₄形成机理、性质及形貌的影响,特别是对形貌的影响尤为重要。为了增强Fe₃O₄纳米颗粒的横向剩余弛豫时间T₂,论文以多种方法制备了四氧化三铁/氧化石墨烯（Fe₃O₄/GO）复合材料,探究了制备方法、Fe₃O₄纳米颗粒的形状对复合材料性状的影响,并初探了复合材料在磁共振成像方面的应用。论文首先选用含有不同羟基数量的多元醇小分子乙醇（Ethanol）,乙二醇（Ethylene glycol）,丙三醇（Glycerine）,丁四醇（Erythritol）,戊五醇（Xylitol）、己六醇（Mannitol）和环己六醇（Inositol）作为修饰剂,以共沉淀法和水热法为主要制备方法制备磁性纳米颗粒,随羟基数目的不同分别得到类花状、片状、立方体状以及纳米棒状Fe₃O₄颗粒,发现在有含羟基的化合物存在下Fe₃O₄晶粒的生长属于非经典过程,中间有不同的水合铁氧化合物生成。用含有两个羟基的分子量为20000的线性聚乙二醇（PEG）分子为修饰剂,以共沉淀法合成得到的Fe₃O₄纳米颗粒分散于不同pH值的水溶液中,自组装形貌随之变化。用含有八个羟基的笼型结构八聚四甲基铵倍半硅氧烷（Octa TMA-POSS）和含多羟基的超支化大分子聚（PEG-辛二酸-三羟甲基乙烷）（PPTS）分别修饰Fe₃O₄,得到团簇状Fe₃O₄纳米片。探究了羟基数量增加对产物形貌及性质的影响。随着羟基数量的增加,Fe₃O₄纳米颗粒的团聚现象得到改善,也获得尺寸较小的Fe₃O₄晶粒。论文最后将通过控制羟基数量与分子结构得到的不同形貌的Fe₃O₄与氧化石墨烯复合得到Fe₃O₄/GO复合材料。探究复合材料形成的原理以及Fe₃O₄形貌对复合材料形貌及性质的影响。研究了复合材料在磁共振成像方面的应用。GO的存在致使Fe₃O₄晶粒消融并重新生长,但依然保持了超顺磁性的结构及18.58 emu·g^-1的饱和磁强度。磁共振成像数据表明,复合材料Fe₃O₄@Xylitol/GO的横向相对系数（r₂）为128.083 mM^-1s^-1,达到或略超过其他颗粒的r₂驰豫效果,表现出良好的的驰豫效果。综上所述,添加剂分子中的羟基数目可有效控制Fe₃O₄纳米颗粒的性状和大小,Fe₃O₄纳米颗粒水分散液的pH值也可调控Fe₃O₄的形貌,从而调控其性质。Fe₃O₄/GO的复合材料还增强了图像对比度,为磁共振成像造影剂应用提供了新的选择。