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金属氧化物纳米材料以其特有的物理化学性质，在催化剂、气敏材料、生物医学材料和锂离子电池等领域有着广泛的应用前景。金属氧化物纳米材料的结构和形貌对其性能具有十分重要的影响。因此，采用切实可行的合成方法，通过深入探索其生长机理，对于系统的研究纳米结构与性能的关系，最终实现工业化生产具有非常重要的意义。本文设计了一系列合成 TiO2、BaTiO3、Cr2O3及其石墨烯复合材料的新方法，并简单的讨论了部分材料的反应机理，重点检测了它们的锂离子电池性能。通过大量的调研和实验，取得了一些有意义的成果。 1.在 N,N-二甲基甲酰胺和三氟乙酸的协助下，利用水热法一步合成出纳米 TiO2空心球，并对其进行了各种表征。探索了水热反应时间对纳米 TiO2空心球的结构和形貌的影响，并利用 Cr(NO3)3?9H2O成功合成了 Cr掺杂的 TiO2核壳结构材料，最后研究了纳米 TiO2空心球及 Cr掺杂的 TiO2核壳结构材料的锂离子电池性能。 2.利用水热体系，在 PEG-200和氨水的协助下，连续、有效地合成出 BaTiO3纳米晶体，并对其进行了结构和形貌的表征。实验中探索了不同的钛源、矿化剂、水热时间以及循环次数对产物结构和形貌的影响，最后提出了一种可实现工业化大量生产纳米 BaTiO3的绿色合成方法。 3.在草酸和 PEG-400辅助下，采用溶剂热法成功地合成出纳米Cr2O3空心球。在溶剂热体系中，我们认为 PEG-400可能对晶体的生长有着一定的导向作用，并利用各种表征手段研究了前驱体在空气与氮气中的煅烧产物的结构、形貌、元素分布、热性能以及拉曼光谱分析，提出了其可能的生长机理。最后，采用改进的 Hummers方法制备了氧化石墨烯，进而合成了石墨烯包覆的纳米 Cr2O3空心球并研究了其锂离子电池性能。