1、二十一世紀是材料化學的時代，新材料的誕生會帶動相關產業(yè)和技術的迅速發(fā)展，甚至會催生新的產業(yè)和技術領域。材料科學現已發(fā)展成為一門跨學科的綜合性學科。作為材料科學發(fā)展的先導，納米材料的設計合成，是材料得到進一步研究并推廣應用的基礎。探索發(fā)展納米材料設計與合成的新途徑、新方法，實現對納米材料的尺寸大小、粒徑分布，以及形貌和表面修飾的控制仍然是納米材料研究的一個熱點領域。此外，在新興領域如納米技術及生物工程中，不斷需要具有不同物理和化學性能的新

2、材料。有機一無機雜化材料將有機物種和無機物種在分子水平上有機的結合，提供了用化學方法同時改變材料的組成和結構的可能性，使材料既具有有機物的特質又具有無機物的性能，是一種非常具有潛力的多功能材料，是化學家和材料學家關心的課題之一。 本課題組長期以來在液一液體系與萃取化學、無機材料化學兩個方向進行深入研究，在溶液體系中溶液結構、結構與相間傳質，以及功能材料的制備方面積累了豐富的經驗。本論文在課題組前人工作的基礎上，研究尋找新的液相合

3、成體系，控制合成具有特殊形貌的無機納米材料，為納米材料的制備、組裝、裁剪提供了一條新思路。此外，通過離子交換反應在層狀無機材料中引入有機配體從而將無機組分的磁性和有機部分自身的特性，包括發(fā)光特性，手性等結合起來，制備出了新穎的有機一無機雜化材料。對于擴充功能材料的液相合成，開發(fā)使無機材料和有機材料的功能互補、協同優(yōu)化的有機-無機復合材料的制備方法研究，為有目的地設計和合成具有特定組成、結構和功能的新型有機-無機雜化材料提供實驗基礎和理論

4、依據。 論文主要工作是利用水熱法、前驅體法等多種方法成功地控制合成了各種形貌的無機納米材料；同時也探索了利用離子交換反應制備有機-無機雜化材料。具體內容如下： 1.無機納米材料的制備、表征及機理研究。 (a)在非離子型表面活性劑聚乙烯基吡咯烷酮(PVP K30)作用下，利用簡單的合成原料，在溫和可行的水熱條件下，成功地制得了空心結構的單晶MnO2納米管，并分析了表面活性劑在合成納米管狀結構中所起的作用，提出了納米

5、管狀結構的形成機理，認為MnO2納米管的形成遵循一個：成核-溶解-各向異性生長-再結晶的生長機理。該研究工作擴大了目前所能獲得的納米管種類并提供了一個不同的，基本的路線去制備其他材料的單晶納米管。 (b)我們以與制備MnO2納米管狀結構相同的原料，調整反應條件，研究了不同反應物配比在不同反應時間下的水熱性質，成功合成了γ-MnOOH多足枝狀納米晶，并結合TEM，XRD，SAED，HRTEM等表征手段分析了γ-MnOOH的生成過程

6、，并對包覆劑聚乙烯基吡咯烷酮對多足枝狀納米晶的生長的影響進行了深入研究；然后進一步用合成的γ-MnOOH作為前驅體，經400℃燒結處理制得β-MnO2多足枝狀納米晶，豐富了我們的錳的氧化物制備體系。 (c)通過一個簡單的化學方法成功合成了一種新穎的碟型γ-二氧化錳納米六方片狀結構，該方法以硝酸錳為錳源，氯酸鈉作為氧化劑，無需添加任何表面活性劑或有機模板，該種納米六方片邊緣長度約250 nm，厚度只有幾十個納米；使用了TEM，XR

7、D，SEM等技術手段對產品進行了表征，并通過跟蹤產品在不同反應階段的結晶情況和形貌，提出了該種新穎納米六方片可能的形成機理；另外，使用了超導量子干涉儀磁強計對產品的磁性做了簡單的測試和討論；本研究提供了一種嶄新的，簡易的合成二維γ-二氧化錳納米六方片的路線從而擴大了可供選擇使用的MnO2范圍。 2.有機-無機雜化材料的制備與特性研究。 (a)通過一種簡單、快速的方法以乙醇和水為混合溶劑合成了層間距為1.282 nm的層狀

8、水合三羥基醋酸合鈷化合物：Co2(OH)3(CH3COO)·H2O，結合元素和熱重分析，得出該種薄層的片狀聚集體的化學計量式為Co2(OH)3.3(CH3COO)0.7·2H2O；其無水結構也可很容易地得到，只需在120℃進行適當加熱一小時；由于層狀水合三羥基醋酸合鈷化合物所呈現的磁性特性使得其在離子交換反應領域具有重要的地位，同時也使得該種簡單有效的合成方法對于有機一無機雜化材料的制備具有重要的意義。 (b)通過離子交換反應將手性有機