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近来，氧化物纳米结构收到国际上的广泛重视，在微电子和光电子等领域有广阔的发展前景，本文主要通过水热法制备H2Ti3O7和钙钛矿的纳米结构，系统研究了H2Ti3O7纳米管、纳米线的形貌演化过程和结构关系。尝试以H2Ti2O7纳米结构为模板合成钙钛矿纳米结构，得到了如下结论：
(1)采用水热法，分别以锐钛矿、金红石结构和无定型TiO2为原料合成了直径约10nm的H2Ti3O7纳米管。HRTEM表明纳米管的结构和原料无关，纳米管的形成以Ti—0八面体为结构单元，并证实了纳米管是单斜结构的H2Ti3O7，经历了溶解并重结晶的过程。
(2)系统地研究了不同合成时间、温度、冷却方式下产物的形貌和结构，通过HRTEM首次得到了中间产物的结构和取向。TiO2粉末前驱体的一定条件下(180℃温度下，超过40小时水热)可以形成H2Ti3O7纳米线。这些纳米线直径在20至500nm之间，长至数十微米，并且均沿着[001]方向生长，提出了一个基于Na2Ti3O7片状中间产物形成、卷曲、增厚、分裂的形成机制，统一的解释了纳米管、纳米线和纳米带的形成。
(3)以合成的H2Ti3O7纳米管和纳米线为前体成功合成了不同形貌的钙钛矿BaTiO3纳米材料。在150℃的水热条件下，以纳米管为前体可以得到BaTiO3多晶纳米管，由BaTiO3纳米晶粒排列而成，这些纳米晶粒的[100]方向和纳米管的轴向一致。
(4)发现在较高合成温度下不能得到BaTiO3纳米管，而得到钙钛矿的纳米颗粒，表明管状BaTiO3为亚稳结构；同时钡锶与钛的不同摩尔比对反应产物形貌有较大的影响，并研究了纳米BaTiO3颗粒的光致发光。以纳米线为前体，可以得到杆状的BaTiO3纳米材料，分析了它的结构，发现晶粒之间的取相一致，它们的晶带轴是[100]。