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借助于纳米材料的小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应和量子尺寸效应等纳米效应，纳米材料在力学、磁学、电学、热学、光学和催化等领域的都取得了突破性的进展，这也同时促进了纳米材料的广泛应用。然而目前合成功能纳米线的方法包括固相法、液相法和气相法。但是目前所普遍采用的制备方法仍存在工艺复杂、制备成本高、材料比表面积小，形貌不可调控等缺点，针对现有合成技术所存在的缺陷和理论上的空缺，本篇论文主要围绕探索新颖简单的制备方法来开发新型功能纳米材料，将这些功能纳米材料应用于缓解环境及能源危机，并结合现代科学表征手段，对实验数据、结果进行合理分析，并提出一些新的科学概念及预想。本论文主要开展了以下几部分工作：1、离子液体辅助合成BiOBr花球及在污水处理中的应用通过离子液体辅助醇热法简单快速地制备了BiOBr花球，此方法具有操作简便、产物形貌均一、产率高等优点，通过XRD，SEM，SAED，EXD等方法对BiOBr花球的形貌和组成进行了表征，研究了BiOBr催化剂对有机染料MB及重金属离子Cr（VI）的吸附性能和吸附模式，另外，该催化剂在可见光照射下表现出很好的杀菌效果，并重点研究了其形貌结构对催化剂活性的影响。2、微波离子热合成CNTs-TiO2复合材料及其应用于含Cr（VI）污水的处理采用微波辅助离子热合成法快速高效制得了多孔单晶氧化钛附着在碳纳米管上的复合材料，其单晶氧化钛颗粒大小为50nm左右，通过调节反应时间可以控制氧化钛{001}面的暴露率。我们还着重研究了氧化钛不同晶面暴露（{001}、{101}面）对Cr（VI）去除效率的影响。结果显示，CNTs-TiO2复合材料对Cr（VI）的还原效率要明显高于商业化P25，而且表现出很好的稳定性，可很好的重复使用。同时，考察了碳纳米管在TiO2光还原Cr（VI）过程中的重要作用。3、微波合成{001}和{010}高能面暴露的立方块TiO2单晶及其催化性能研究采用微波辅助离子热合成法快速高效首次合成{001}和{010}高能面暴露的立方块六面体TiO2单晶，通过原位引入十二烷基苯磺酸钠作为分散剂，使得立方块TiO2单晶更加均匀分散。采用FESEM、XRD、TEM、PL等测试手段，对产物形貌和晶体结构进行了表征，并重点研究了{001}和{010}高能面对催化结果的影响。结果显示{001}和{010}高能面暴露的立方块TiO2单晶在对RhB的降解和光催化制氢的效果都要优于{001}面和{101}面暴露的十面体TiO2。4、超长铜纳米线的合成及在透明导电材料中的应用我们通过溶剂热的方法合成了超长单晶铜纳米线，这种合成方法反应条件温和、简单易行。通过FESEM、TEM、XRD等对铜纳米线进行形貌、晶体结构表征。FESEM结果显示铜纳米线的平均直径约为78nm，长度约为300～500μm。TEM结果显示，铜纳米线是沿[011]方向生长的单晶铜纳米线；通过对反应时间的控制，研究了铜纳米线的生长机理。制备的铜纳米线通过搅拌和短暂的超声便可均匀地分散在甲苯等有机溶剂中，形成铜纳米线墨水。使用真空过滤方法，可以在玻璃衬底上形成均匀的铜纳米线导电薄膜，然后经过氢气气氛退火处理后获得的透明导电薄膜性能可与ITO媲美，在透光率为80-90%时，方块电阻值为20-90Ω/sq。5、微波离子热合成高热稳定多孔单晶TiO2及其锂电性能研究采用微波辅助离子热合成法快速高效制得了具有高结晶度、高热稳定性多孔单晶氧化钛，其中离子液体作为结构导向剂及{001}晶面腐蚀剂，导致了多孔单晶氧化钛形成。采用FESEM、XRD、TEM等测试手段，对产物形貌和晶体结构进行了表征。此类材料在锂离子电池中表现出很好的循环稳定性和可逆性，特别在高倍率下其库伦效率约为100%。通过在不同高温下煅烧，发现其热稳定性可达到800℃。