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氧化铁材料成本低廉,环境污染小,抗腐蚀性和稳定性强,在催化剂、颜料、磁记录介质、磁性涂料、气体传感器以及在环境保护过程中的气体脱硫、废水处理等工业领域应用广泛。不同形貌、尺寸的氧化铁纳米材料由于特殊的纳米效应表现出不同于块状结构的独特优势,因此,关注其纳米结构的合成、表征和性能研究具有重要意义。本论文以无机铁盐和KOH/NaOH为主要原料,采用水热/溶剂热法实现了铁氧化物α-Fe2O3的合成,并研究了溶剂、表面修饰剂、矿化剂、反应时间、反应温度等工艺参数对α-Fe2O3纳米结构形成的影响规律;同时,通过各种测试手段表征了产物的物相、微观形貌和催化性能,并探讨了可能的反应机理。论文研究的主要内容和结果如下:1.利用乙醇热法,以油酸和油胺为表面修饰剂制备了边长为20～30nm的正方形α-Fe2O3纳米颗粒,产物结晶性好、粒径分布均匀、分散性好。研究表明:体系中矿化剂含量、添加剂含量和无机盐阴离子的差别均会影响产物的形貌。利用该方法制备α-Fe2O3纳米颗粒操作简单、重复性较强。2.用混合溶剂热法,以乙二醇和水的混合溶液为反应溶剂制备了氧化铁粉末,并对其物相、形貌进行了表征,对反应机理进行了研究。研究表明:可以通过调节溶剂中乙二醇和水的体积比制备出具有不同物相、颗粒大小和微观形貌的氧化铁。溶剂中水含量的增加使产物由团聚严重的Fe3O4小颗粒转变为分散性好但尺寸大的矮圆柱、类正方形、纺锤形和无规则形貌α-Fe2O3颗粒。这是因为乙二醇对Fe离子有还原作用,水的含量也影响了氧化铁的成核和生长速率。3.以用水热法合成的α-FeOOH纳米棒为原料,在不同温度下对其热处理0.5小时得到了多孔单晶α-Fe2O3纳米棒。研究表明:α-FeOOH纳米棒在239～295.1℃温度区间脱水相变成α-Fe2O3纳米棒。由于脱水过程,α-Fe2O3纳米棒表面产生了很多均匀密集的小孔洞且凹凸不平;随着热处理温度的升高,分子热运动加剧,致使孔洞趋于愈合,表面也逐渐光滑。4.以Fe和Cu的羟基氧化物沉淀为反应物料,KOH为沉淀剂,控制KOH的引入量可以实现不同Fe/Cu摩尔比的α-Fe2O3/CuO复合氧化物粉体的水热合成。矿化剂KOH的浓度影响所合成粉体的相组成,只有将体系中矿化剂KOH的量控制在0.45～0.50g范围内时,才能制备较纯净的α-Fe2O3/CuO复合氧化物。当矿化剂含量较大时,有少量Cu单质产生,矿化剂含量较小时,则含有α-FeOOH和CU2O等杂质。5.α-Fe2O3粉末及α-Fe2O3/CuO复合氧化物粉末催化性能的测试结果表明:不同α-Fe2O3粉末均使高氯酸铵（AP）的高温分解温度显著下降,粉末尺寸大小、特殊的纳米多孔结构、过渡金属氧化物的复合效应等影响α-Fe2O3粉末的催化性能。其中,正方形α-Fe2O3纳米粉末、矮圆柱α-Fe2O3粉末颗粒、350℃热处理后的多孔α-Fe2O3纳米棒、Fe/Cu摩尔比为1:1的α-Fe2O3/CuO复合氧化物粉末分别使AP的高温分解温度降低了78.1℃、74.2℃、106.3℃和143.9℃。