近年来，磁性纳米材料因其独特的性质而引起了人们的广泛关注。其中具有分级结构的磁性纳米材料因其具有更大的活性表面积更受关注。合成具有分级结构的四氧化三铁磁性纳米材料并研究它们的应用是非常重要的。本论文主要研究了分级结构四氧化三铁和其复合纳米材料的制备以及其在加热条件下从多晶向单晶的转化，并对它们进行了表征及对重金属离子的吸附和电化学储能方面的探究。主要工作归纳如下：1.采用溶剂热法制备了单分散的具有分级结构的Fe₃O₄微球，在室温下此微球具有超顺磁性，可利用外加磁场很方便地收集。不同于块体的Fe₃O₄，此分级结构的Fe₃O₄微球可应用于去除污水中的Pb²⁺，而且其与有毒金属离子的相互作用是可逆的，即在弱酸性的水溶液中超声辅助下被吸附的Pb²⁺可以被移除。值得注意的是此Fe₃O₄微球不需要任何进一步的表面修饰就可展现出对Pb²⁺非常强的吸附能力。2.以溶剂热法合成的分级结构四氧化三铁微球为原料，通过水热过程将葡萄糖在其表面上炭化，制备了Fe₃O₄@C磁性纳米复合材料。利用XRD、FESEM、和TEM对其进行了表征，通过循环伏安法、恒流充放电、循环寿命和交流阻抗对其电化学储能性能进行了研究。结果表明，在电势范围从1.0V到0.5V，电流密度为0.5Ag1时其比电容最高可达到110.8F g^-1，显示出了良好的电化学储能特性，并且经过2000次充放电循环后仍可保持95.6%的放电比容量，表现出良好的循环稳定性。3.通过简单的溶剂热法制备出单分散的分级结构Fe₃O₄微球，并将其干燥后，再将所得的产物置于管式炉中，在氩气气流的保护下煅烧，研究了不同的煅烧温度和时间对煅烧产物形貌的影响。利用XRD、FESEM、TEM、VSM对产物进行了表征分析，发现在远低于四氧化三铁熔点的温度（500℃）下煅烧2h后可得到单晶Fe₃O₄。通过磁性测试发现产物的磁性由原来的超顺磁性变为铁磁性。