现今自然界中已知的生物矿物有很多种，其中一半以上为含钙矿物，它们主要是构成无脊椎动物的外骨骼的碳酸钙和构成脊椎动物骨骼的磷酸钙。这些生物矿物是在特定生物和地质环境下形成的，常表现出特珠的结构和功能，例如具有均匀的颗粒大小、确定的晶体结构和组成、高度的空间排布和复杂的形貌，以及不寻常的结晶学取向和高度有序组装的分级结构等。受这些生物矿物的高度有序组装分级结构的启发，我们人工合成了一系列固溶体(NH4，Na)3AlF6的高度有序组装的分级结构，主要包括八面体、六足、花形、孔八面体及孔切角八面体，并且系统地研究了影响这些形貌因素，提出了这些高度有序组装分级结构的固溶体晶体的生长机理，并给予了一些相应的实验证明。同时，利用微波辅助快速加热方法，发展了一种简单高效的自组装路线实现了多级纳米结构CuS的花球和链的合成。本论文的主要内容归纳如下：　　 1.含钠的六氟合铝酸铵固溶体：自然界的大多数造岩矿物都是由两种或多种组分混合而成的固溶体，几乎所有发生在地壳中的化学反应都有固溶体矿物的参与，因此在研究矿物、岩石和矿床的形成温度和压力等条件时不可避免地要涉及固溶体矿物的性质问题。同时，固溶体材料在众多领域，如电热、半导体、超导等也有着广泛的应用。因此，深入研究固溶体形成、形貌演化过程、生长机制等，为探索地质演变提供了积极的研究思路，也为未来高性能复合化、智能化材料的设计和制造提供了有效的途径。对于固溶体的合成和研究，近年来已取得许多令人鼓舞的成绩，主要体现在对固溶体结构和性能研究两方面。然而，对于复杂形貌的固溶体和影响其形貌的相关因素的研究还没有报道过。由于材料的性能是由其结构、形貌、组分所决定的，因此，研究固溶体形貌、结构、组分之间的关系式是非常有意义的。虽然一些科学家曾经报道过一些固溶体晶体生长的机理，但是对于由起始亚单元组装成具有分级结构晶体过程的研究还是很有限的。如果这些晶体生长机理能够被很好的研究和理解，那么我们就有机会高产率的制备一些特定形貌的固溶体。所以，理解生长的驱动力和微晶形貌组装过程对于合成特定形貌、结构、尺寸的固溶体是至关重要的，因为这些形貌、结构、尺寸恰恰决定着其应用的范围。我们通过简单溶液法合成多种形貌含钠的六氟合铝酸铵(NH4，Na)3AlF6固溶体，系统地研究了影响产物形貌因素，提出了有序复杂结构固溶体晶体生长过程机理，并给予了一些相应的实验证明。总结如下：(a)通过改变起始溶液A(即EDTA-2Na和Al2SO4水溶液)的pH值的实验，我们发现随着溶液A的pH值由1逐渐增加到3，所获得的产物由均一的八面体→切角八面体和穿插双晶→不规则的颗粒。当溶液A的pH增加到4，获得的产物不是纯相的(NH4，Na)3AlF6固溶体，而是固溶体(NH4，Na)3AlF6和冰晶石Na3AlF6混合相。这些结果表明，当溶液A有着相对较高的pH值时，获得的产物均为不规则的颗粒且不是纯相的(NH4，Na)3AlF6固溶体。因此，为了观察和研究(NH4，Na)3AlF6固溶体形貌演化过程，我们在改变其它的反应条件时，反应溶液A的起始pH=1保持不变。(b)通过调节反应体系中起始反应物的摩尔比和反应温度合成出一系列有序复杂结构的(NH4，Na)3AlF6固溶体，这些有序复杂结构包括八面体、切角八面体、孔八面体、六足、花形等。同时，我们还发现反应体系中较高的EDTA-2Na/Al3+摩尔比值和较高的反应温度不利于纯相的(NH4，Na)3AlF6固溶体形成，但是有利于三维有序复杂形貌的固溶体的产生。因此，为了获得和研究纯相及复杂相貌的(NH4,Na)3AlF6固溶体，在一些合成的实验中，我们加倍了起始反应物NH4F的摩尔量。(c)通过一系列的时间过程的实验，我们证实了这些复杂的三维有序的结构都是有亚单元(八面体，切角八面体)按照一定方式组装而成的，并且亚单元的组装方式和组装体最终形貌在一定程度上限制于其晶体结构特征。此外，这些复杂形貌的(NH4,Na)3AlF6固溶体经过一定的演化最终都演变成八面体或切角八面体，这些过程，表现出了晶体在不同尺寸上由“简单-复杂-简单”(simple-complex-simple)的形貌复制过程。(d)通过利用等摩尔量的硫酸钠(Na2SO4)代替EDTA-2Na盐的对照实验，我们观察到除了带孔八面体外，同样可以获得其它的三维有序的组装体。基于这些实验的结果，可以断定这些组装体不是由于EDTA-2Na作用于亚单元而形成的，而是由亚单元通过自组装构筑而成的。EDTA-2Na盐只是起到络合剂的作用，控制铝离子的释放速度，从而能够使得固溶体发生均相成核，结果，形成均一的组装单元和组装体。此外Al3+离子缓慢的释放可以使我们能够清楚的观察和研究这些组装体的中间过渡的形貌，比如，孔八面体和空切角八面体。　　 2.花形、链状硫化铜多级结构组装体：以纳米组装单元(如，纳米线，纳米片，纳米带，纳米管等)为基础，构筑分级结构的无机材料近年来引起了广泛的关注，因为其在基础科学研究和工业上都有着潜在的重要应用。对于由不同结构纳米材料作为亚单元组装而成的多级无机纳米/微米结构的研究，可以提供一个有效的方法系统地研究材料的结构和性质之间的关系，进而改善并提高具有简单构型的纳米尺寸材料的物理和化学性质。以去离子水作为溶剂，利用微波的加热方法，我们成功地合成了一系列具有多级结构的硫化铜晶体，包括多级结构花状微米球和由很多微米球所组成的多级链。系统地研究了络合剂、反应物浓度、反应时间、微波功率对产物形貌的影响。在此基础之上，提出了不同形貌的生长机理并给予了相应的实验证明。总结如下：(a)一系列不同浓度的EDTA的实验和用其他表面活性剂代替EDTA的对照实验，表明了EDTA在这些多级纳米结构的CuS合成的过程中起着关键得作用，EDTA不仅能够和Cu2+络合生成比较稳定的络合物，进而能够控制CuS产生的速度，而且EDTA阴离子能够选择性的吸附在CuS晶体的{0001}极性面，促进CuS纳米片的形成。(b)不同NaOH浓度的实验研究表明合适的NaOH的浓度也是合成多级结构CuS过程中的一个重要参数。NaOH可以和硫脲水解出的H2S反应，生成NaHS或Na2S，充当了一个S2-储蓄库，进而能够平衡溶液中自由S2-，为进一步反应生成CuS提供了基础，此外，由于NaOH和硫脲水解出的H2S反应，因此可以促进硫脲进一步的水解。因此，当NaOH量不足时，我们得不到任何的产物。相反，大量的NaOH将导致起始反应物硫脲水解过快，因此将会使得CuS快速成核生长，结果就会导致一些发育不完全的花状结构的出现。(c)通过一系列的时间序列的实验，我们发现多级花球状的CuS是由组装单元CuS的纳米片在界面张力和亲水性的驱动下，通过聚集形成的，而多级的链是由花球通过定向组装及EDTA的作用下形成的。