综述：溶剂热法合成金属氧化物纳米颗粒的应用、挑战与未来展望

这篇综述系统阐述了溶剂热合成法（Solvothermal synthesis）在制备CeO2 、CuO、ZnO、Fex Oy 、TiO2 、NiO和Vx Oy 等金属氧化物纳米颗粒（MONPs）中的关键作用，揭示了溶剂选择、温度压力等参数对纳米材料形貌和性能的调控机制，并探讨了其在催化、能源存储（如锂离子电池LIBs）、生物医学（如MRI造影剂）和光电领域的应用潜力与规模化挑战。

　　

溶剂热合成法概述

溶剂热合成通过在密闭反应器中利用高温高压溶剂环境，实现了对金属氧化物纳米颗粒（MONPs）尺寸、形貌和晶相的精准调控。该方法以溶剂极性（如水的介电常数）、还原性（如乙二醇EG）和配位能力为核心变量，可制备出从10 nm级CeO₂
立方体到微米级Fe₃
O₄
花簇的多样化结构。

金属氧化物纳米颗粒及其应用

CeO₂

NPs
立方相CeO₂
纳米晶（3.22 eV带隙）在甲苯溶剂中经十六胺导向合成，展现出优异的砷吸附性能（10 nm颗粒去除率>90%）。空心球结构因丰富氧空位成为氧还原反应（ORR）的高效催化剂，电位仅比Pt/C低15 mV。

CuO NPs

p型半导体CuO（1.2 eV带隙）通过乙酸铜在乙醇中溶剂热还原，形成20 nm球形颗粒，对六价铬（Cr(VI)）的吸附量随温度升高翻倍。分级棒状结构则对硝基苯酚（4-NP）还原表现出超高催化活性。

ZnO NPs

尺寸效应显著：4 nm ZnO对耐药性大肠杆菌的抑菌效果超越青霉素，而25-40 nm球形颗粒在紫外光下90分钟内降解92%甲基橙（MO）。溶剂链长（如1-己醇）可定向诱导纳米棒形成。

TiO₂

NPs
苯甲醇溶剂中合成的8-10 nm TiO₂
催化油酸乙酯产率达63.5%。水/乙醇混合溶剂调控的纳米棒（7 nm×80 nm）比纯水体系光催化苯酚降解效率提升2.6倍。

铁氧化物 NPs

乙二醇/二甘醇（DEG）比例调控Fe₃
O₄
粒径（30-700 nm），20 nm超顺磁颗粒在葡萄糖传感中灵敏度达6560 μA mM^-1
cm^-2
，优于商业酶电极。

NiO NPs

乙烯二醇溶剂导向合成的超薄纳米片（6 nm厚度）在过硫酸盐（PMS）活化中实现94.4%酸性橙7（AO7）降解率，其多孔石墨烯复合物超级电容比电容达511 F g^-1
。

钒氧化物 NPs

油胺封端的VOx纳米晶（7-10 nm）经350°C退火后呈现优异热致变色性能，红外调制能力（ΔT_2000nm
）达43%。而V₂
O₅
微球在锌离子电池中展现414.7 mAh g^-1
的高容量。

挑战与前景

溶剂毒性（如DMF）、纳米颗粒团聚（如ZnO的30%尺寸偏差）和放大生产时的温度均一性构成三大瓶颈。未来趋势包括开发生物基溶剂（如D-葡萄糖酸）、原位表征技术以及多功能纳米诊疗剂设计。

结论

溶剂热法通过"溶剂-结构-性能"的精准关联，为功能化MONPs提供了可控合成平台。从CeO₂
的氧空位工程到Fe₃
O₄
的磁响应调控，该方法持续推动着环境修复、新能源和精准医疗等领域的革新。