近年来，锰的氧化物以其在高性能电极材料、催化剂、软磁存储材料及磁共振造影增强剂等方面的潜在应用而受到研究者的广泛关注。其中，以液相化学合成方法所制备高质量、尺寸及形貌可控的氧化锰纳米晶体特别是Mn₃O₄和MnO已经成为众多报道中的主流方法。在这些方法当中，高温热分解方法已经被证实可成功获得单分散、具有较高结晶度的磁性纳米颗粒。所谓高温热分解方法，是配体存在的情况下，在一定的反应介质中热分解前驱体来实现纳米颗粒的高质量合成。配体除了作为表面活性剂能够赋予纳米颗粒良好溶解性之外，对于合成不同种类的氧化锰纳米晶体还具有十分重要的作用。比如，实验发现油胺对于合成Mn₃O₄纳米颗粒十分重要而油酸对于合成MnO纳米晶体必不可少。当两者共同作为配体时，虽然有研究者已经报道通过调控体系的反应温度、反应时间或反应体系的气氛制备不同种类的氧化锰磁性纳米晶体，但是所合成产物大多为两种锰的氧化物的混合或者需要附加步骤通过氧化或还原反应来制备第二种产物。并且，在氧化锰可控合成方面，配体的配位作用对于调控纳米晶体的种类或晶相还缺乏一种广为接受的机理性的解释。
      针对以上问题，我们报道了以油胺、油酸作为配体，在十八烯中高温热分解锰前驱体来合成高质量氧化锰纳米晶体的制备方法。为了揭示与表面配体相关的Mn₃O₄或MnO的可控合成机理，我们设计了一些对照实验对两种氧化锰形成机理进行了深层次的研究和探讨。结果表明，通过heating up快速升温方法，也即直接将MnCl₂、油胺、油酸和十八烯的混合物快速加热至反应温度250°C，体系生成Mn₃O₄和MnO纳米晶体的混合物。然而，当heating up升温之前对反应体系施加一个在100 °C条件下的预反应时，体系则生成立方体形貌的MnO纳米晶体，并随着反应时间的进行，MnO纳米晶体的形貌演化成具有八个角的三维立体高级结构。进一步结合软硬酸碱理论分析了Mn前驱体的配位化学对Mn₃O₄和MnO纳米晶体的影响规律，发现油胺、油酸分别单独与Mn²⁺的配位情况时，油胺与Mn²⁺的配位是动力学驱动的过程，并且由于油胺氨基上N原子具有较低的电负性，体系趋向于生成Mn₃O₄纳米晶体。相反，油酸与Mn²⁺的配位却在热力学上更加稳定。由于油酸根基团中O原子的电负性较高，反应体系中的Mn²⁺不易被氧化而最终更容易生成纯的MnO纳米晶体。根据这些最新的理论研究成果，我们成功实现了不同种类磁性氧化锰纳米晶体的可控合成，而本体系所提出的Mn₃O₄和MnO纳米晶体的形成机理对于其他种类过渡金属氧化物纳米晶体的制备也具有十分重要的指导意义。该研究工作已在近期被英国皇家化学会杂志Nanoscale接受发表。
      该研究成果是在中科院化学所高明远研究员亲自指导下完成。不管是从实验的设计，到具体工作的开展，直至最终文章的撰写和修改，都凝聚着高老师的大量精力和心血。在此，非常诚挚地感谢高老师对本研究成果的支持和认可。同时，还要特别感谢荆莉红老师及曾剑峰同学对本工作的大力支持。


                                                                                                                                                                                                          张宏伟等