Co₃O₄具有尖晶石晶体结构，是一种重要的磁性材料、p-型半导体，具有广泛的应用前景。从理论研究和应用方面来说，其简单温和的制备技术及形貌性能调控都是值得研究的重要课题。目前为止，液相沉淀法在无机纳米晶的合成及尺寸、形貌、分散性控制等方面都己经具有了一定的理论性指导和丰富的经验，取得了比其他方法更为显著的进展。本文采用开放体系中的绿色合成方法成功制备出了Co₃O₄纳米材料，获得了系列具有不同特征参数和应用特性的纳米材料，并对各个体系的反应机理进行了研究。本论文研究的主要内容和创新点包括以下几个方面：首先，我们通过钴离子在乙二醇存在的条件下，与碳酸钠生成一维的碱式碳酸钴前驱体，再用双氧水将其氧化得到了直径10nm，长度120nm左右的Co₃O₄纳米短棒。我们通过对各个反应条件的考查，探寻了此形貌形成的机理。对所得的样品测试了在不同溶剂中的悬浮稳定性，并用所得样品对染料罗丹明B进行降解，通过观察罗丹明B溶液的UV-Vis吸收光谱的变化，探索Co₃O₄纳米短棒对罗丹明B的降解作用。其次，在碱性条件下将Co²⁺直接沉淀生成Co（OH）2并将其氧化生成Co₃O₄。我们在体系中加入丁二酸，通过丁二酸与Co²⁺络合并控制络合物水解速度来控制产物的形貌。考查了丁二酸与氢氧化钠的用量，体系的pH，加入方式等条件，进而研究了作用方式。我们还尝试用其他的方法合成了片状的纳米Co₃O₄。样品在不同溶剂中的悬浮稳定性同样进行了考查，也对罗丹明B染料进行了降解实验。最后，在室温水相中合成了Co₃O₄纳米粒子，在此反应过程中，并没有生成前驱体，而是在富含双氧水的醋酸钴溶液中加入氢氧化钠，直接氧化Co²⁺得到Co₃O₄纳米粒子。我们考查了反应时间，表面活性剂，碱的用量，浓度等条件，发现PVP（聚乙烯吡咯烷酮）做表面活性剂最为合适，而碱的用量及浓度对体系的影响也很大。由于Co₃O₄纳米粒子的尺寸很小，所以在不同的溶剂中都比较稳定，但是对罗丹明B的降解方面没有其他形貌的效果好。通过本论文的研究，我们用简单的液相法得到了不同形貌的纳米Co₃O₄，完善了开放体系下水相温和制备Co₃O₄纳米材料的方法，并且突破性地在室温下合成出了尺寸很小的Co₃O₄纳米粒子。整个论文工作选用的合成方法简单易行，所得到的Co₃O₄纳米材料在催化、降解、电化学等方面具有广阔的应用前景。