磁性纳米材料凭借其在核磁共振成像、催化剂、吸波材料、高密度信息储存等领域的广阔的用前景,从而备受科研工作者的关注。但是,磁性纳米粒子的各种特殊性质主要依赖于颗粒尺寸以及分散程度。因此,如何制备粒径均一、分散性好的纳米粒子成为磁性纳米材料研究的热点。为此,人们对于纳米粒子的生长机理、催化机理、应用领域等方面的研究投入了巨大的精力。　　 本文以草酸镍为前驱体采用高温液相加氢还原法制备了单分散的磁性镍纳米粒子,并且利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对制备的纳米粒子进行了表征,还对其在丙烯腈催化方面的性能进行了初步研究。同时,本文基于量子化学计算利用Materials Studio5.5软件对13、55、147、309、923原子二十面体(ICO)结构和面心立方(CO)结构的纳米团簇结构进行研究。还对H原子和H2分子在13原子ICO结构镍团簇上的吸附行为和丙烯醛在13原子ICO结构镍团簇上的加氢机理进行研究。在镍纳米粒子的制备过程中考察了反应温度、还原剂、保护剂、保护剂复配等因素对镍纳米粒子制备的影响。实验结果表明:只有反应温度高于250℃时,草酸镍才会在液体石蜡中分解。三丁基膦能够大大降低草酸镍的分解温度;山梨醇能过大大提高草酸镍的分解程度。本文以液体石蜡为反应介质、油胺与三丁基膦作为保护剂(3:1),在220℃制备了粒径均一、平均粒径为40nm镍纳米粒子。同时,将制备的镍纳米颗粒应用到丙烯腈加氢实验中,通过实验发现镍纳米颗粒对丙烯腈中C=C双键加氢的选择性高达100％。利用Materials Studio5.5软件对13、55、147、309、923原子ICO结构和CO结构的镍纳米团簇进行了研究。在分子力学的计算条件下,13原子团簇和55原子团簇只存在ICO结构;在量子力学的计算条件下,13原子团簇和55原子团簇ICO结构和CO结构都存在;ICO团簇比CO结构更为稳定,CO团簇比ICO团簇反应活性更好。随原子层数的增加,团簇形成能趋向于稳定值,CO结构(110)面的团簇形成能远大于其他面的团簇形成能。在顶位吸附,桥位吸附,洞位吸附这三种吸附构型中,H原子的洞位吸附是所有吸附形态中最稳定的。在计算H2分子在Ni13团簇离解时发现,洞位脱附所获得的过渡态能垒较小。在研究丙烯醛的加氢的机理研究中发现,本文计算了2条反应路径。其中,反应路径l为直接加氢过程,反应路径2经历了氢转移过程后加氢。通过计算发现反应路径1和反应路径2都能够体现出Ni纳米颗粒对C=C双键的选择性。但是反应路径1能更好的体现出Ni纳米颗粒对C=C双键的选择性,反应路径1对C=C双键和C=O双键的活化能约为3:1,与实验结果基本一致。反应路径1过程中涉及到中间态、过渡态的能量都比反应路径2中的中间态、过渡态能量的低。主要由于在计算过程中反应2没有涉及到电荷的转移,从而发生氢转移时导致能垒较高。