磁性纳米粒子以其独特的物理化学性质,在催化、磁记录等领域具有广泛的应用前景。由于纳米粒子的特殊性质依赖于粒径以及分散程度,因此制备单分散、无聚并的磁性纳米粒子就具有深远的意义。本文中以低毒乙酰丙酮类金属化合物热分解法制备得到了油溶性单分散铁、钴、镍以及Fe3O4@Ni核壳结构磁性纳米粒子,并利用X射线衍射仪(XRD)、电子透镜(TEM)、高分辨电子透镜(HRTEM)、电子能谱(EDS)、交变梯度磁强记(AGM)、红外光谱(IR)等对所得纳米粒子进行了表征。考察了不同反应气氛、还原剂、稳定剂、反应介质等对铁单质纳米粒子制备的影响,结果表明油溶性铁单质纳米粒子的制备方法需满足以下条件:还原性气氛、油溶性还原剂以及不含氧化性原子的反应介质和稳定剂。在上述条件下制备得到了单分散无团聚平均粒径为10nm的铁单质纳米粒子。所得铁单质纳米粒子具有超顺磁性,比饱和磁化强度121 emu·g-1,由IR谱图可以看出稳定剂分子吸附在纳米粒子表面从而起到防止纳米粒子团聚的作用。同时还利用铁纳米粒子制备条件进行了镍纳米粒子的制备的尝试,结果显示此条件下无法得到镍纳米粒子,但在外加5%铁纳米粒子情况下可以得到单分散镍、钴纳米粒子,纳米铁的存在对含镍有机前驱体的分解反应有很好的催化效果。最后以四氧化三铁为核,Ni为壳制备得到了Fe3O4@Ni核壳结构磁性纳米粒子,分析结果表明所得纳米粒子核粒径为8.3nm,壳层厚度为2.6nm,具有超顺磁性,其比饱和磁化强度为23.4 emu·g-1。对纳米粒子稳定性、核壳纳米粒子形成过程以及稳定剂的保护原理进行了分子动力学模拟研究。利用分子动力学模拟计算了铁纳米粒子的比表面能,结果显示小粒径(<4nm)磁性纳米粒子很难得到是因为当纳米粒子粒径小于4nm时其比表面能随粒径减小迅速增大,从而使纳米粒子变的极不稳定,无法依靠外加稳定剂的方法来抵消表面能的增加。动力学模拟显示核壳结构纳米粒子的形成过程为:首先是铁核纳米粒子的形成,然后镍原子在铁核附近富集,并向其表面扩散,最后镍与铁相互渗透并形成金属键,从而得到核壳结构纳米粒子。为了研究稳定剂对纳米粒子的保护机理,利用分子动力学方法模拟研究了油胺在铁(1 1 0)面以及纳米粒子表面上的吸附模拟,从模拟结果可以知道油胺分子在铁纳米粒子表面是通过-N和-C=C-双位螯合的方式化学吸附在纳米粒子表面,降低了纳米粒子的表面能,从而起到了保护纳米粒子的作用;通过比较模拟计算体系振动频率和IR结果,证实了上述模拟计算结果的准确性。