氧化铁是一种典型的环境友好材料,被广泛的应用在涂料、传感器、催化、电极、磁分离以及水处理等方面。与普通的块体材料相比,纳微结构材料具有一些特殊的物理化学性质,是当前材料领域的研究热点之一。本论文基于液相的化学合成路线,制备了一系列具有特殊纳微结构的氧化铁材料,通过对其反应过程的研究,分析了其可能的生长机制,并对其在气敏传感器、催化、水处理等方面的应用进行了初步的研究,探讨了其结构与性能之间的构效关系。本论文主要内容归纳如下:　　 (1)利用碳球作为模板制备了具有多壳层结构的α-Fe2O3空心球。通过调变合成条件实现了对壳层数的调控。利用该方法也可以合成具有多壳层结构的其它金属氧化物空心球如:Co3O4、NiO、CuO、ZnO等,此方法还可以用来制备异质的多壳层空心球。该合成方法简单,重复性好,可控性强,具有一定的普适性。由于具有高的比表面,多孔、中空及多壳结构,多壳层空心球在药物缓释、催化剂载体、气敏等方面有着广泛的应用前景。　　 (2)采用溶剂热法制备了纳米粒子组装的三氧化二铁空心球。通过控制反应条件可以得到尺寸均一、单分散的空心氧化铁微球,该空心微球是由纳米棒组装而成。反应时间、EDTA的剂量等因素对样品的形貌、微结构有较大的影响。研究了反应时间对空心球形成过程的影响,推测了空心球的形成机理。在模拟水污染的处理中,该空心结构对无机重金属离子Cr(Ⅵ)具有较快、较强的吸附能力,这可能与其较大的比表面积和多孔结构有关。　　 (3)在乙二胺的辅助作用下,通过溶剂热法合成了尺寸均一、单分散的柱状α-Fe2O3纳米粒子,在该制备过程中,乙二胺同时作为碱源和模板剂,对纳微结构的形成起到了重要作用。反应时间、乙二胺用量、溶液的pH及表面活性剂等因素对样品的形貌、尺寸有着较大的影响,通过调变相关反应参数可以得到不同形貌及尺寸的氧化铁。对柱状氧化铁的形成过程进行了探讨,研究了不同形貌的氧化铁对高氯酸铵(AP)的催化作用。　　 (4)采用溶剂热法制备了表面颗粒为多面体的Fe3O4微球。通过控制反应条件可以得到尺寸均一、分散性较好的四氧化三铁微球。通过对实验条件的选择,实现了四氧化三铁表面颗粒由长方体到八面体的演变。通过对时间演化过程的研究,提出了微球可能的形成机理。研究了组装微球的磁性质及其对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附能力。