半导体钽酸盐作为一种新型的发光和光催化材料,日益引起人们的重视。本论文主要阐述并讨论利用溶剂热法、溶胶-凝胶法合成钽酸盐纳米材料,涵盖材料制备与形成机制,以及性质表征等。具体内容包括借助相转变引起结晶行为的改变来合成具有多级结构的片状钽酸钇纳米结构材料；溶剂热法合成边长15nm和70nm的立方块状钽酸钠纳米晶,以及研究其光催化分解水性质；溶胶-凝胶法合成连续掺杂的多孔CoxNi1-xTa2O6微球及研究其可见光光催化分解水性质等。本论文借助温和的液相合成手段,调控材料的结构、尺寸、比表面积和形貌,同时也深入研究了材料在不同条件下的形成机理,不仅拓展了半导体钽酸盐纳米材料研究的领域,同时还为钽酸盐光催化材料纳米材料的潜在应用提供了理论和技术支持。1.溶剂热合成具有相转变引发结晶行为变化的YTaO4纳米结构在正丁醇体系中,不借助任何添加剂、在240℃合成了钽酸钇纳米结构。这种近似四方片状纳米结构是由50-70nm的核,以及长约80-100nm、直径约15nm的纳米棒组成。核的部分是由纳米颗粒聚集形成的,纳米棒部分的形成经历了定向聚集生长和溶解-再结晶过程,且最终沿着四个相互垂直的方向生长在核的周围。由于中间产物Y10Ta4O25与最终产物YTaO4的结晶习性不同,认为是Y10Ta4O25-YTaO4的相转变导致了产物的中心部分和四周部分结构的差别。YTaO4纳米结构的发射光谱出现了显著的红移现象,发光效率达17.4%。2.无表面活性剂条件下合成高比表面积NaTaO3纳米晶及其光催化分解水性质以新颖的无表面活性剂溶剂热反应路线,在乙醇体系中合成了边长约15nm和70nm的NaTaO3纳米晶,纳米晶尺寸可通过调节溶液浓度来控制。这种以金属醇盐为原料的合成路线可以合成尺寸小、结晶度高的纳米颗粒,有利于在光催化反应中加快光生载体的电荷分离与迁移,促进表面化学反应。实验结果表明,合成的NaTaO3纳米晶的光催化分解水效率得到显著提高,其产氢速率为3.106mmol·h-1·g-1。3.溶胶-凝胶法合成连续掺杂的多孔CoxNil-xTaZO6微球及其可见光光催化分解水性质研究以常见的无机盐为原料,在水体系中合成了连续掺杂的多孔CoxNi1-xTa2O6微球,在材料合成过程中,H2O2对五价钽的稳定作用是溶胶能够在水体系中形成的关键因素。经过对产物的XRD图谱的变化对比,凝胶的最终烧结温度确定为800℃。随着Co掺杂量的增大,多孔CoxN1-xTa2O6微球的禁带宽度逐渐降低并对可见光产生响应、组成颗粒尺寸略有增大、但比表面积变化不大。在可见光照射下材料有较高的催化分解水效率,如Co0.8Ni0.2Ta2O6最高可达1366.70μmol·h-1·g-1。研究发现,多孔CoxNi1-xTa2O6微球的产氢速率随着Co掺杂量增大有先增高后降低的趋势、并且明显受到晶格畸变的影响。这说明对光催化分解水来说,材料本身的能带结构、晶格结构、比表面积都是重要的影响因素。