纳米材料由于其独特的物理、化学性质以及潜在的应用价值而成为当今基础与应用研究的热点之一。半导体材料由于在环境净化和太阳能转换方面具有较好的应用前景,在过去的十几年里一直是人们研究的热点。在众多的半导体材料中,氧化锌和二氧化钛由于具有高的光催化活性、化学稳定性、廉价、无毒性等优点,成为最具有应用前景的材料。纳米材料的性能不仅取决于其化学组成、晶相、尺寸、形貌还与其组装形态有关。因而纳米材料的可控制合成和性能研究具有深远的意义。 目前,制备纳米材料的方法较多,但大多数制备方法影响因素较多、制备工艺复杂或需要特殊的仪器设备及反应需在高温下进行等。对比于传统的高温煅烧和气相沉积法,水热法是一种条件温和、环境友好的绿色合成方法。文中采用水热法，一步合成了具有复杂结构的氧化锌纳米树、纳米梳阵列和二氧化钛空心微球。 (1) 在没有催化剂和模板的条件下,利用水热法一步合成多级定向排列的ZnO纳米树结构,通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、SAED等测试手段对ZnO结构进行深入系统的分析,揭示了纳米树中倾斜的纳米刀片状ZnO“枝”是由于ZnO的(10-1-1)和(0002)面的较小的扭曲融合作用生成的,这种结构可能是复杂的纤锌矿半导体枝晶结构中的新的结构。另外,提出了ZnO纳米树的可能生长机理,并对室温条件下ZnO纳米树的发光及光催化性能进行研究。 (2) 在成功合成ZnO纳米树的基础上,通过改变水热反应介质,合成出双面的ZnO纳米梳阵列,通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、FFT等测试手段对ZnO结构进行深入系统的分析,并提出了可能的生长机理。在室温条件下对ZnO纳米树的发光及光催化性能进行研究。另外,通过改变实验条件,可以制备出更复杂的ZnO纳米结构。 (3) 以工业钛液为原料,采用水热法合成了由纳米颗粒定向排列组成的TiO2空心微球。通过改变反应温度及时间,研究了TiO2微球的尺寸及形貌的变化,探讨了其生长机理。将TiO2微球在HCl中重新水热反应或将其在400～800℃时煅烧,发现其能够稳定存在。