具有一维结构和微/纳多级组装结构的纳米材料因其独特的物理化学性质在催化、光电子器件、生物化学传感和锂离子电池电极材料等诸多领域发挥着重要作用。因此,采用简单、经济的方法,设计和合成具有一维和多级组装结构的纳米材料具有重要的研究意义。本论文以过渡金属氧族化合物一维纳米结构和基于一维纳米结构自组装微纳多级结构为研究对象,采用溶剂蒸发诱导生长法和水热法,通过合理设计反应体系,优化反应条件,制备出结晶性好、尺寸和形貌可控的过渡金属氧族化合物一维和多级结构半导体纳米材料,研究了产物的相关性能,如气体传感性能、光致发光性能和光催化性能等,并通过金属离子掺杂、金属沉积等手段对材料的性能进行改性。本论文主要研究内容包括以下几个方面：(1)采用溶剂蒸发诱导生长法,合成了直径为100-300nm,长度达几百微米的Ag2Se超长纳米线,并深入研究了Ag2Se超长纳米线的生长机理以及反应条件对产物形貌和结构的影响。实验结果显示,产物Ag2Se超长纳米线的形成主要是基于纳米颗粒的取向连接生长机理(oriented attachment)。溶剂水的持续蒸发会引起反应溶液体系高的总体过饱和度和晶体／溶液界面过饱和度,从而引起二次成核的发生,在超长纳米线的形成中起着重要的促进作用。(2)采用溶剂蒸发诱导生长法,通过调节反应时间,分别合成了直径为1-2.5μm的α-MnO2多级空心微米毛刺球和直径为20-30nm,长度约为2-3μm的纳米线,并将α-MnO2用作气体传感材料,在室温下测试了α-MnO2多级空心微米毛刺球和α-MnO2纳米线对氨气的气体传感性能。合成的α-MnO2多级空心微米球是由直径为10-15nm,长度约为1μm的纳米线按球形自组装排列形成的。产物α-MnO2多级空心微米球和纳米线的形成是基于奥斯特瓦尔德熟化机理。Ag+离子作为添加剂对产物的结构和形貌起着重要的影响,当反应中没有加入Ag+离子时,得到的产物为γ-MnO2实心微米花球。传感性能测试结果显示,α-MnO2多级空心微米毛刺球比α-MnO2纳米线具有更好的氨气传感性能。(3)采用水热法,在相对温和的条件下合成了Be含量可调节的BexZn1-xO纳米棒阵列薄膜和纳米花薄膜,并详细的研究了反应溶液中Be2+离子浓度、溶液pH等因素对产物的结构和PL性能的影响。实验结果表明,当反应溶液为中性和碱性时,得到的BexZn1-xO产物为纳米棒阵列结构,而在弱酸性溶液中得到的BexZn1-xO产物为玫瑰花状结构,且酸性条件更容易制得Be含量较高的BexZn1-xO纳米结构。随着BexZn1-xO产物中Be含量x的增大,产物的PL发光峰发生蓝移,因此,有望用于紫外光区的光电器件。(4)采用简单的水热法,通过调节溶液中镉离子的浓度,分别合成了树叶片状和卷梳状Cd/ZnO多级异质结构,并研究了两种不同形貌产物对RhB的光催化降解性能。结果显示,Cd/ZnO树叶片状多级异质结构比Cd/ZnO卷梳状异质多级结构对RhB溶液具有更好的光催化降解性能。