氧化铋（Bi₂O₃）纳米材料,尤其是具有可调控尺寸、形貌及维度的纳米结构,由于其固有的尺寸依赖效应及优异的物理化学性质,如较大的能带间隙、高的折射率、优良的介电性能、显著的光电性能、快速的离子电导特性等,在许多领域都具有广泛应用。Bi₂O₃纳米材料的可控合成也成为热门的研究方向之一。本论文致力于研究以温和（低温）、高效、简易、绿色的工艺方法（软化学法,如微乳法、低温液相沉淀法）可控制备出不同维度、晶型及形貌的纳米Bi₂O₃材料,如α-Bi₂O₃纳米颗粒、一维α-Bi₂O₃纳米棒与纳米线、三维亚稳相γ-Bi₂O₃和α-Bi₂O₃分级花状超级结构、亚稳相γ-Bi₂O₃亚微米四面体及立方体单晶等。并分析可能的形成机理,并对光性能进行了表征分析。（1）采用反相微乳法,可控合成了具有不同形貌（维度）的纳米Bi₂O₃,如纳米颗粒、纳米棒、纳米片,尤其是一维四棱柱状氧化铋纳米棒。对影响因素如含水量、表面活性剂浓度、硝酸铋浓度、反应时间、煅烧时间进行了研究,发现含水量是决定产物尺寸和形貌的主要因素,煅烧温度决定了产物的晶型。基于实验结果,发现奥斯瓦尔德熟化与定向附着在微乳体系合成纳米材料的过程中起到了重要作用。对其光性能测试发现,亚稳相β-Bi₂O₃（550 nm）相比α-Bi₂O₃（460 nm）具有更宽的可见光响应范围,更窄的禁带宽度（β-Bi₂O₃为2.30 eV,α-Bi₂O₃为2.74 eV）。PL光谱表明β-Bi₂O₃在400⁶00 nm具有宽的发射谱带。（2）以丙酮-水为复合溶剂、正庚烷为油相,引入油酸为封端剂,采用化学沉淀法,在常温常压下简便高效地合成出了一维α-Bi₂O₃纳米线。研究发现油酸在一维Bi₂O₃纳米线的形成中起到了重要作用。紫外-可见光吸收光谱分析表明其在小于455nm的紫外-可见光波段具有明显的光吸收,PL光谱表明α-Bi₂O₃纳米线在400⁶00 nm具有宽的发射谱带。（3）以乙醇-水为复合溶剂体系,引入丙三醇或油酸为封端剂,通过调节封端剂的浓度,采用液相沉淀法,在低温（95℃）常压开放体系中,得到了多种分级花状α-Bi₂O₃微花,如纳米立方体自组装而成的分等级α-Bi₂O₃微花及微球,一维纳米棒自组装成的分等级花状α-Bi₂O₃微球,一维纳米棒自组装而成银杏叶状α-Bi₂O₃花束等,并选用其他辅助试剂（乙二醇,聚乙二醇4000）,得到了多种不同形貌的Bi₂O₃。封端剂的引入,改变了晶体的成核与成长动力学,引导了自组装过程的进行。基于上述实验结果认为,奥斯瓦尔德熟化、纳米晶定向附着与纳米结构单元的自组装过程,共同导致了这些新奇花状分等级超级结构的形成。紫外-可见光吸收光谱表明,这些分等级花状α-Bi₂O₃在小于480 nm的紫外-可见光波段具有明显的光吸收,且不同微观形貌的分等级花状α-Bi₂O₃的吸收带边不同。不同微观形貌及晶体结构（如杂质的存在）则会影响荧光发射谱带的波形与强度。（4）以乙二醇-水为复合溶剂体系,通过调控乙二醇的浓度,在低温（80℃）及较短的反应时间（40 min）下,采用一步液相沉淀法,在常压开放体系中可控制备出了亚稳相γ-Bi₂O₃亚微米立方体、四面体、十六面体及自组装而成的分级花状结构,这些分级花状微结构由四面体逐步自组装而成。紫外-可见光吸收光谱表明,亚稳相γ-Bi₂O₃相较于α与β型Bi₂O₃,其在整个可见光区域都具有较好的吸收。并对辅助添加剂,如表面活性剂、小分子醇、油酸等,铋离子浓度及溶剂配比等对最终样品的形貌、尺寸、纯度及光性能的影响进行了详细分析。基于形貌及物相在不同反应阶段的演变认为,晶体的生长习性、奥斯瓦尔德熟化、定向附着与自组装过程,共同引起了新奇的花状分等级结构的形成。上述四个研究体系彼此承接,研究了特殊结构或特定晶型Bi₂O₃（如三维分等级Bi₂O₃微结构及亚稳相γ-Bi₂O₃单晶材料）的低温可控合成、形成机理与光性能。研究结果将有助于更深入地理解分等级微结构的形成,也有助于为氧化铋的新型微观结构增添一些有价值的信息。而且将为其他特殊形貌纳米金属氧化物的简单、温和及经济高效可控的制备,提供借鉴与指导意义。