纳米尺度的磁性物质具有其宏观状态下所不具备的磁学性能,对于磁化学、界面化学、光催化反应和磁共振成像等领域具有重要的理论意义;基于此类特性制备的功能材料可应用于环境保护、生物医药和临床医学诊断等领域,并具有广阔而深远的应用前景。铁基磁性功能纳米材料作为其中重要的一类,由于其特殊的磁性能（超顺磁性、高矫顽力、低居里温度和高磁化率等）以及界面化学活性,无论从理论研究还是实际应用的角度都受到了学术界的广泛关注。制备特殊形貌和尺寸的功能物质并应用于解决重大生态和环境问题是化学学科的主旨之一。前期研究发现了铁基磁性功能纳米材料在难降解有机污染物的光催化处理以及癌症诊断等领域具有重要的应用价值:其一,解决自然环境污染问题的难点在于不易降解有机物随着工业和生活废物排放的持续积累。光催化技术作为主要解决途径之一,如何简单与高效地制备出纳米尺寸并具有特定形貌（抑制光生载流子复合）、性能优异且使用后易于分离的高效光催化剂,是相关技术发展的重大挑战;其二,作为癌症主要的诊断技术,磁共振成像技术（MRI）进一步发展的难点在于制备出单分散、超顺磁性、驰豫效能高和生物相容性优良的磁共振对比剂。前期研究表明铁基磁性功能纳米材料其独特的性能可应用于解决上述两个难题,但是相关应用基础研究欠缺,包括该类材料的制备和表征,以及磁学和界面结构与该材料化学动力学性能的关系并未被详细的分析和探讨,制约了此类材料的深度开发和广泛应用。本论文以铁基磁性功能纳米材料为主要研究对象,系统研究了α-Fe₂O₃、α-Fe₂O₃@Ag、MnFe₂O₄、Fe₃O₄、CoFe₂O₄、Ni Fe₂O₄和ZnFe₂O₄磁性纳米材料的制备和表征,深入分析了上述物质的磁性能、结晶性、稳定性、催化性能和体外成像性能等,并探讨了它们在光催化和磁共振成像中的重要应用前景。主要内容包括:首先,制备和系统表征α-Fe₂O₃基系列纳米材料及其光催化性能与材料纳米结构（尺寸、形貌等）的关系,并通过复合银纳米颗粒增强其光催化性能。采用无模板的溶剂热法成功制备了α-Fe₂O₃纳米花和纳米颗粒等铁基磁性纳米材料,并通过复合银纳米颗粒改性α-Fe₂O₃纳米花（α-Fe₂O₃@Ag复合纳米材料）,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微（TEM）、高分辨透射电子显微（HRTEM）、X射线光电子能谱分析仪（XPS）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、全自动比表面积和孔隙分析仪（BET）和磁学测量系统（SQUID）等技术手段分别表征和测量产物的尺寸、形貌、结晶性和磁性能,系统地研究了反应时间和反应温度等反应条件对样品上述纳米特性的影响规律,并系统研究了不同实验条件下制备的样品对于有机染料罗丹明B和甲基橙光催化降解活性的实验条件控制方法。制备和表征研究揭示了上述条件下制备的α-Fe₂O₃纳米花（S1）、α-Fe₂O₃纳米颗粒（S6）和α-Fe₂O₃@Ag复合纳米材料优异的光催化性能根源于样品特殊的形貌（α-Fe₂O₃纳米花（S1）表面具短刺,具有更短的电荷载流子扩散距离）和尺寸,Ag包覆于α-Fe₂O₃纳米花表面,在α-Fe₂O₃@Ag复合纳米材料表面产生等离子共振,使催化剂增强光吸收效率,提高了其光催化性能。可作为潜在的光催化剂替代目前相关材料用于污水处理。其次,研究了系列超顺磁性铁基纳米颗粒的磁共振成像性能及其优化规律。采用无模板的溶剂热法成功制备了超顺磁性MFe₂O₄（M=Mn,Fe,Co,Ni,Zn）纳米颗粒,并用XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS、FTIR、BET和SQUID等技术手段对产物的尺寸、形貌、结晶性和磁性能进行表征和测量,系统地研究了反应时间和反应温度等反应条件对样品尺寸、形貌、结晶性和磁性能等特性的影响;综合考虑材料的上述性能和胶体稳定性,选取在180^oC温度下反应2h所制备的超顺磁性MnFe₂O₄（MF1）、Fe₃O₄（F1）、CoFe₂O₄（CF1）、NiFe₂O₄（NF1）和ZnFe₂O₄（ZF1）为研究对象,采用低场核磁共振成像与分析系统（MesoMR23-060H-I）对其磁共振成像性能进行研究。实验结果表明:超顺磁性Fe₃O₄（F1）、CoFe₂O₄（CF1）和NiFe₂O₄（NF1）纳米颗粒表现出优异的T₂加权成像效果,可作为当前临床上相关磁共振对比剂的潜在替代品用于临床医学诊断。综上所述,本研究取得了铁基磁性功能纳米材料制备方法和功能分析的进展,为该类纳米材料在污水处理和磁共振成像上的应用开发提供了化学动力学和磁学依据,可在此基础上拓展其实用性研究和材料的工业化应用,并为进一步深入研究该类功能材料的工作效率和深层次作用机理做了铺垫,具有重要理论价值和实际应用价值。