中文摘要：

形貌复杂、结构高度有序的介晶（Mesocrystal）材料因其独特的结构性能与新颖的晶体生长方式在新材料开发和晶体生长机理研究方面有着极为重要的研究价值，多孔磁性氧化物在诸多领域有广泛的应用。本项目以类普鲁士蓝（PBA）作为无机配位化合物的代表，利用水热法和沉淀法，通过调节各项化学反应参数、模板剂及外加磁场(或电场)来合成由纳米粒子等定向组装而成的具有不同形貌及结构的PBA介晶；通过对PBA介晶的热分解进一步制备具有不同组成、形貌、孔结构及磁性能的多孔金属氧化物；利用多种手段深入研究介晶材料的生长机理；研究介晶前驱体的形貌、结构及热处理条件对多孔磁性氧化物结构及性能的影响规律。通过本项目的研究不仅可以制备出多种具有不同形貌和微结构的PBA介晶材料及磁性多孔氧化物材料，为这些材料的深入研究和应用开发打下良好的基础；同时，对完善非平衡条件下晶体生长理论及磁性多孔氧化物制备科学具有重要的意义。

结论摘要：

介晶材料因其独特的结构与新颖的生长方式在新材料开发和晶体生长机理研究方面有着极为重要的研究价值；普鲁士蓝及其类似物（PBA）属无机配合物，因其特有的框架结构及性质，在电极材料、催化等领域有着广泛的应用前景；多孔材料更是有着广泛的应用。本项目以PBA作为无机配位化合物的代表，就不同PBA的介晶及复杂分级结构的制备、形成机理及其向多孔材料的热转化，所制备的各种产物的性能等开展了深入、系统的研究。用水热法在PAH作为辅助剂的条件下，合成了含Na+离子的近立方形的PBA介晶，发现与单晶结构相比，在作为钠离子电池的电极材料时，其在循环过程中表现出不同的相变化和电化学性能。利用室温沉淀法，通过添加特定的表面活性剂，制备了形貌、尺寸均匀的X型片状的含Bi-PBA介晶，再通过在空气中低温煅烧，得到了纯相的具有钙钛矿结构的介孔单晶BiFeO3；同时发现这种介孔单晶BiFeO3具有一定的弱磁性和良好的光催化性能。建立了水热辅助的反相微乳液一步合成PBA超颗粒的方法，这种超颗粒的形成，涉及到自发尺寸选择的自组装过程，可以将其看作是介晶的详细形成过程的清晰展示。通过自聚集和刻蚀方法制备了具有台阶状表面的中空分级结构普鲁士白，相比于常规的普鲁士白晶体，该分级结构的普鲁士白在催化亚甲基蓝的分解方面表现出增加的催化活性。用自组织和取向聚集的策略合成了超薄纳米片组成的三维分级结构的PBA，其独特的结构大大增加了PBA本征微孔和表面金属位点的暴露；相比于立方体普鲁士蓝和商业普鲁士蓝，表现出了提高的异质结构催化和吸附性能。对PBA介晶和微晶热转化为分级结构的多孔氧化铁的过程进行了系统对比研究，发现加热速率是影响产物的形貌和分级结构的关键因素。同时，还开展了一些与原研究目标密切相关的拓展研究核-壳结构的金属氧化物@PBA的合成及性能，分级结构的氧化铁、氧化钛及氧化铜的制备及光催化性能等。通过本项目的研究，建立了几种制备PBA介晶及分级结构的方法；制备出多种具有不同组成、形貌及微结构的PBA介晶及分级结构的材料及其热转化所得到的多种形貌及微结构多孔金属氧化物材料；发现了一些材料的形成机理及制备规律；发现了不同材料在Na+/Li+离子电池、光催化等应用中的特殊性能等。这些结果为此类材料的深入研究和应用开发打下了基础；同时，对完善非平衡条件下晶体生长理论及多孔氧化物制备科学具有重要的意义。