单一功能材料已经不能满足功能多样化实际应用的需要,探索多功能化材料是未来科技的发展必然趋势。多功能化的实现依赖于材料内部的本征多参量与外部多物理场响应的协同作用。如何能够在单相材料中实现多参量耦合及多功能化应用将是多功能材料发展的巨大突破。因此探索具有多参量复合的单相多功能材料,尤其在室温以上,具有重要现实意义。层状氧化物因其特殊的晶体结构可以在单相体系中实现多种参量的共存耦合。2009年以前,大部分研究的层状氧化物材料属于铁电和介电体系,很少室温以上磁电复合的相关报道。2009年,毛翔宇、陈小兵、陆亚林等人采用新型晶胞原子层间嵌入合成方法,成功制备的新型单相室温磁电复合材料Bi5Fe0.5Co0.5Ti3O15显示出了大的室温铁电和铁磁响应。这项工作实现了层状氧化物材料在量子功能领域方面的突破。基于以上思路,陆亚林教授在科技部国家重大科学研究项目(2012CB922000)提出了“多参量复合氧化物量子功能材料”的概念,其实质是利用新型晶胞原子层间嵌入合成技术实现具有晶胞内磁电调制“复合”结构及“复合”有序相新型复合氧化物量子功能材料。继续探索发现更多的新型参量复合氧化物量子功能材料,对拓展量子多功能材料体系,增强量子多功能复合及调控,发展新颖的量子调控和复合理论机制,具有重要意义。基于新型参量复合型氧化物量子功能材料结构及性能的优点,通过新的技术和工程,实现该材料更多的外场响应,如光场,声场,热场等,将极大的丰富量子氧化物功能材料的多功能化应用。本文中,我们以寻找新型参量复合型氧化物功能材料为主线,通过设计低维材料的结构及组成,详细研究了纳米尺度的参量复合型氧化物材料的多场响应性能如多铁性、光催化性能、超声化学性能、荧光发光性能等性质以及各种性能参量之间的相互关系。本论文原创性工作如下：第一部分,以制备低维纳米结构Bi7Fe3Ti3O21(BFTO)为主线,研究低维参量复合型氧化物的室温多铁以及光催化活性。通过调控晶体生长的时间以及矿化剂浓度等实验参数,得到由纳米片堆积成的纳米书架结构的BFTO。该纳米结构具有不同于块材的良好多铁性质及可见光光催化性质。该结果表明铁电有序和光催化活性的复合是提高可见光催化效率的另一有效途径。第二部分,在前一部分工作的基础上,通过新型晶胞原子层间嵌入合成方法对上述BFTO进行改性,以期增强该材料的室温多铁性质、拓宽太阳光谱的响应以及改善纳米光催化剂颗粒的循环回收问题。最终利用这种方法将该材料的光催化降解响应波长拓展到红外波段,材料的磁性从室温反铁磁变成了室温铁磁。这类参量复合型纳米光催化剂所具有的磁性使其可在一个外加弱磁场下从悬浮液中快速方便回收。第三部分,主要研究的是利用新型参量复合型纳米催化剂在声场响应下实现有机污染物降解。并提出了一种该类参量复合型催化剂材料在声场下的污染物降解可能机制,即超声引起样品振动而使样品表面产生电荷,电荷累积一定电势后可触发氧化还原反应,使有机染料分子分解为二氧化碳和水。这种声场响应的发现与磁性的耦合,对解决环境和能源问题提供了新的思考方向。第四部分,利用稀土掺杂手段,通过自旋光子等量子态的耦合,探究参量复合型纳米功能材料中的发光特性。通过改进的合成手段来对纳米颗粒的尺度及形貌进行调控,并利用该纳米颗粒来验证这类参量复合型纳米材料的生物兼容性和安全性。通过这些研究,拓展这类材料在生物靶向、成像、诊断、治疗一体中的应用前景。第五部分,利用这种参量复合型氧化物纳米片状的自模板特性,制备了晶粒高度取向块状材料,并且实现了磁性的各向异性的特性。这种方法制备的晶粒取向性的陶瓷材料,相比于传统方法制备的材料来说,更能体现出这类层状材料的各向异性特征。