形貌和尺寸可控的稀土氟化物,由于其4f电子跃迁引起的奇异的光学性质,在荧光、生物-化学探针、疾病检测领域具有广泛应用前景,现已倍受人们关注。自组装是近年来发展起来的构建纳米结构和器件的有效手段,也是纳米器件走向应用的关键一步。将自组装方法运用到稀土氟化物空心纳米材料的合成中,可获得具有低密度、高比表面、优良渗透性的稀土氟化物空心纳米材料,在化学反应器、催化剂、传感器、药物载体等方面具有潜在应用。本文主要研究了用自组装方法构筑的具有分级结构的EuF3、SmF3、EuLnF3 (Ln=Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm)和NaTbF4空心/多孔微/纳米材料。创建了简单、一步法、非模板合成方法,制备出EuF3空心纳米球、EuF3空心六棱柱、EuF3单晶六棱柱；采用简便的水热合成方法,成功地合成了SmF3“球中球”纳米结构；开辟了一条大规模的、简单的合成路线,使EuLnF3 (Ln=Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm)复合纳米晶自行组装成空心纳米球、空心六棱柱；建立了一种制备NaTbF4介孔纳米材料的合成方法。同时,我们还首次将EuF3空心六棱柱作为MALDI-TOF-MS的无背景干扰基质,用于检测小分子化合物和聚乙二醇的分子量。论文主要分为以下五方面：(1)基于EDTA和油酸的作用,Eu3+离子和氟化铵在水热条件下反应,可制备出六方相EuF3空心纳米球和单晶六棱柱。改变溶液中Eu3+离子浓度可以有效地控制EuF3空心纳米球和单晶六棱柱的尺寸。研究了EuF3空心纳米球和单晶六棱柱的形成过程,发现EuF3空心纳米球是在Ostwald熟化过程中形成的；EuF3单晶六棱柱是由EuF3空心纳米球转变而成的,其形成机理为取向搭接过程。仅在EDTA的作用下,Eu3+离子和氟化铵在水热条件下反应,可制备出EuF3空心六棱柱；研究表明EuF3空心六棱柱的形成机理是取向搭接和Ostwald熟化相结合的过程。我们还系统研究了EuF3空心纳米球、EuF3单晶六棱柱和EuF3空心六棱柱的荧光性质。(2)在EDTA的作用下,Sm3+离子和氟化铵在110℃条件下反应16 h,可获得SmF3单晶“球中球”纳米结构。用X-射线粉末衍射、能量色散X-射线分析、透射电子显微镜、扫描电子显微镜进行了详细地表征。研究了EDTA和反应时间在SmF3单晶“球中球”形成过程中的作用,阐明了形成机理,即SmF3单晶“球中球”的形成也是取向搭接和Ostwald熟化相结合的过程。我们还发现这种形成机理可应用于制备SmF3:Eu“球中球”纳米结构。(3)建立了一条简单的合成路线,使EuLnF3 (Ln=Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm)复合纳米晶自行组装成空心纳米球、空心六棱柱。通过调整反应液中Eu/Ln的投料比,可以控制复合纳米晶的组成和结构,实现对复合纳米晶的自组装方式和产品形貌的调控。讨论了不同形貌的EuLnF3复合纳米材料的形成机理,发现EuLnF3复合纳米晶的形成是晶核外延生长过程。同时,我们还研究了复合纳米晶中Eu3+离子的荧光性质。(4)通过一种简单的湿化学法成功地制备出NaTbF4单晶结构的谷粒状介孔纳米材料。产品经由X-射线粉末衍射、能量色散X-射线分析、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和BET比表面积和BJH介孔分布表征确认。研究了NaTbF4介孔纳米材料的形成过程,提出NaTbF4介孔纳米材料合理的形成机理。研究发现这种介孔纳米材料是Eu3+离子的优良基体,能提高Eu3+离子发光性能,使其量子产率达69.9%。(5)将EuF3空心六棱柱作为MALDI-TOF-MS基质材料,用于检测小分子化合物和聚乙二醇的分子量。Eu3+离子的激发态能量可以传递给具有高振动能的有机小分子,为EuF3空心六棱柱在MALDI-TOF-MS中的应用提供了技术支持。在EuF3空心六棱柱表面,氨基酸、肽链、富勒烯、羟丙基-p-环糊精等小分子化合物能有效电离,说明EuF3空心六棱柱基质适用范围广。通过与常规基质(CHCA、DHB)比较,证实了EuF3空心六棱柱是一种无背景干扰的基质材料。EuF3空心六棱柱基质还可以用于聚乙二醇分子量的检查,其检测上限约为～35000 Da (PEG 30000),说明该基质材料通用性强,适用于聚合物的检测。