表面和界面是很多物理和化学过程发生的地方,如催化、分子识别、电荷转移、聚合等重要过程多发生在两个介质的交界处。对纳米材料表界面的有效调控是相关材料性能优化和应用的重要基础。贵金属和金属氧化物等无机纳米材料的表界面控制是近年来一个十分活跃的研究领域。以无机纳米材料为催化剂的(光、电)催化反应过程通常是表界面敏感的,尽管近年对无机纳米材料的表界面控制已有不少研究,但在分子水平上理解相关表界面调控的机制研究还有待深入,仍然有很多空间。为此,本论文重点开展贵金属和氧化物等无机纳米材料的有机胺辅助表界面结构控制和催化性能方面的研究,主要研究结果如下:　　第一章:从无机纳米材料的基本性质出发,我们强调了无机纳米材料表界面调控在多种非均相催化反应中的意义,并简要总结了非水相合成和后处理中表界面调控的现状,最后阐述了本论文的选题依据和研究内容。　　第二章:在有机相合成铂纳米晶体的体系中,金属羰基化合物,如Fe(CO)5、Co2(CO)8、W(CO)6,能够辅助合成铂纳米立方体,一般认为零价金属是形成铂纳米立方体的关键因素,而羰基化合物分解产生的CO往往被忽略。我们发现,仅使用CO就能得到铂纳米立方体;通过红外光谱表征和DFT理论计算证明,形成Pt纳米立方体的主要原因是CO和油胺的共吸附能够稳定Pt{100}面。此外,CO和胺也能够实现对Pt-M(M=Fe,Co,Ni)纳米合金的形貌控制。　　第三章:将CO辅助合成的、有机胺包裹的Pt3Co纳米晶应用于肉桂醛(一种α,β-不饱和醛)的选择性氢化研究。Pt3Co纳米晶表面包裹的长碳链胺能够形成有序的“阵列”,导致肉桂醛的C=C双键不能和催化剂的表面接触,因而C=O双键氢化的选择性被大幅提高。有机胺的碳链越长,C=O的选择性越高。除了胺的作用以外,优化Pt-Co合金中两金属组份的比例和催化反应所用溶剂的选择也很重要,二者均能影响肉桂醛氢化选择性。　　第四章:发展了一种在油胺体系中制备单分散的Au纳米颗粒(1-10 nm)的简易方法。溶剂效应起着重要的作用。在分子结构为线性的脂肪烃类溶剂(如正己烷、正辛烷、十八烯)和具有平面结构的芳香烃类溶剂(如苯和甲苯)中,用一锅法或种子法都能够合成尺寸均一的Au纳米颗粒,而在非平面结构的芳香烃类溶剂(如萘满、环己烷)中合成出的Au纳米颗粒尺寸分布较广。用已合成出的单分散的Au纳米颗粒作为种子,在较低的温度下(＜200℃)成功地用微波加热法合成出了Au颗粒尺寸可控的Au-Fe3O4纳米异质结。　　第五章:Au(6.7 nm)-Fe3O4纳米异质结具抗烧结性能,但在CO催化氧化中的活性很低。通过比较胶体沉积法制备的各种负载型Au-Fe3O4催化剂的催化活性,发现了Au-TiO2界面的构建对提高CO催化氧化活性至关重要。在Au-Fe3O4上原位热解TiO2的前驱体能够增强Au和TiO2的接触,提高TiO2负载的Au-Fe3O4纳米颗粒的催化活性。将Fe3O4的尺寸从15.2降低到4.9 nm,可进一步增加Au和TiO2的接触,使得相应TiO2负载的Au-Fe3O4催化剂在室温下就能够实现CO的完全氧化。此外,硫醇修饰的Au-Fe3O4能够用于非对称包裹SiO2;金裸露的Au-(Fe3O4@SiO2)能够分散于水中,并具有一定的双亲性,比完全包裹的(Au-Fe3O4)@SiO2有更高的催化活性。　　第六章:虽然溶液法是制备锐钛矿型TiO2的经济有效的方法,但是合成出的TiO2裸露面往往是热力学最稳定的{101}面,很难制备出含{001}或{010}等高能裸露面的锐钛矿型TiO2纳米材料。我们用一种简易的、非水相的方法制备了{001}面裸露的层状锐钛矿型TiO2纳米片和{010}面较多裸露的菱形锐钛矿型TiO2纳米晶。外加水和使用有机胺是相关TiO2形貌调控的两个关键。所合成的两种含高能裸露面的TiO2纳米材料在有机物的光催化降解中均具有高的活性。　　第七章:针对本论文所进行的研究工作进行了总结,并提出了无机纳米材料表界面控制的挑战和展望。