近年来,半导体纳米材料由于其独特的物理性质及其在光电领域的重要应用而被广泛关注。硫化铋(Bi2S3)是一种层状结构的高度各向异性的半导体材料,它的直接带隙能为1.3eV,具有良好的光学和热电性质而被应用到热电冷却和光电转换器件中。纳米Bi1S3材料不仅能引起吸收波长和荧光发射峰发生蓝移,还能产生非线性光学响应,并能增强纳米粒子的氧化、还原能力。纳米Bi2S3及其组装体系具有优异的光电和催化性能,在发光材料、非线性光学材料、光催化材料等方面有着广泛的应用前景。纳米材料的性质与其颗粒的尺寸、形貌有着密切的关系,人们越来越关注各种材料的纳米尺度特殊形貌和纳米结构,希望能了解结构与性能的关系,半导体纳米材料的形貌可控合成是纳米材料制备领域的研究重点。本文采用水热法,以五水合硝酸铋(Bi(NO3)3-5H2O)为铋源,不同的硫源(Na2S-9H2O, CH3CSNH2, CS(NH2)2,Na2S2O3·5H2O作为反应物、尿素为矿化剂,系统地研究了各种反应条件对管状、棒状、花状等不同形貌的纳米Bi2S3形成的影响,对不同形貌的纳米Bi2S3的形成过程、机理及其光学性能进行了研究。论文的具体内容主要有以下几个部分：第一部分以NaBiS2为前驱物水热法制备Bi2S3纳米管。以Bi(NO3)3·5H2O和Na2S·9H2O为原料,在不同的多元醇溶剂中成功制得备了管状的纳米Bi2S3。实验发现、反应物的比例、溶剂种类、表面活性剂、温度和时间等因素对Bi2S3纳米晶的形貌有影响。通过对丙三醇-水的混合溶剂中不同反应时间制备的Bi2S3样品的分析,发现Bi2S3纳米管的形成可能是固体-溶液-固体转化过程,在上述反应体系中,形成的NaBiS2前驱物在水热条件下的分解、结晶是Bi2S3纳米管形成的关键。对Bi2S3纳米管的光学性能也进行了研究,紫外-可见-近红外吸收光谱表明Bi2S3纳米管对900nm以下的光有较强的吸收,当激发波长为519nm时,Bi2S3纳米管在778nm处有一个较强的荧光发射峰。第二部分采用水热法成功制备出了棒状的纳米Bi2S3。以Bi(NO3)3·5H2O为铋源,硫代乙酰胺(CH3CSNH2)为硫源在不同的溶剂中合成了较小尺寸的Bi2S3纳米棒。样品的形貌和尺寸受到S与Bi的比例、溶剂种类、表面活性剂、温度和时间等因素影响。通过控制不同的条件可得到形貌均一纳米棒,并对小尺寸Bi2S3纳米棒的生长过程及光学性能进行了初步讨论,发现在水热反应过程中Bi2S3晶核沿着c轴优先生长,最终形成了一维的纳米棒的单晶结构。第三部分1.采用水热法以Bi(NO3)3·5H2O为铋源,硫脲(CS(NH2)2)为硫源,在不同的溶剂中合成了由纳米棒组成的海胆状Bi2S3。形貌和尺寸受到S与Bi的比例、溶剂、反应温度和反应时间等因素的影响,通过控制不同的条件可以得到形貌均一的Bi2S3,对海胆状Bi2S3纳米材料的光学性能及生长过程进行了初步讨论,并针对这种形貌提出了自组装原理。2.采用水热法以Bi(NO3)3·5H2O为铋源,Na2S2O3·5H2O为硫源,尿素为矿化剂在不同的溶剂中合成了均一的硫化铋纳米花。Bi2S3的形貌和尺寸受到S、Bi的比例、溶剂种类、反应温度、反应时间等因素影响。通过控制不同的条件可得到形貌均一的Bi2S3纳米花。提出Bi2S3纳米花的生长过程可能是一个固体-溶液-固体转化与自组装的过程,并对及其光学性能进行了研究。实验结果表明,通过水热法可以制备出形貌均一、尺寸均匀的管状、棒状、海胆状Bi2S3纳米结构。反应物配比、溶剂种类、表面活性剂、温度、时间等因素对Bi2S3纳米结构的形成具有重要的影响,通过调整水热合成反应条件,可控制目标产物Bi2S3的形貌。这些对Bi2S3纳米材料的可控合成研究具有一定的意义。光学性质研究发现Bi2S3纳米材料对900nm以下的红外光有较强的吸收,并在红光范围内有一个较强的荧光发射峰。Bi2S3纳米材料可能在太阳能光伏材料和近红外荧光材料方面有较好的应用前景。