环境污染物的检测识别,对保护环境、维护地球生态健康,具有非凡的意义。金纳米星(Au NSs)因其非对称的结构、粗糙的表面、经辐射后尖端呈现出高电磁活性,从而引发的独特的光学性质,在传感和检测领域备受关注。同时,由金纳米材料构筑的检测体系不需要借助大型、昂贵且耗时的检测手段如透射电子显微镜、X射线光电子能谱,可以选用操作简单、灵敏度高的紫外可见光谱(UV-vis)分析,在分析效率和节约成本上具有优势。近年来,作为第五代超分子主体的柱芳烃因其高对称骨架结构和易于功能化的特点在主客体识别方面引起了科学家们的关注。研究人员发现在纯水相中通过构筑合适的主客体识别体系,柱芳烃可以被用于检测水中微量的污染物。本论文首先调研了近年来柱芳烃和金纳米星材料的研究进展,总结了目前已经报道的柱芳烃的种类、主客体的性质和在纳米领域中的应用。同时总结了金纳米星的制备方式、相关的性质和应用研究进展。论文选用季铵盐的柱[5]芳烃制备水溶性铵基化柱[5]芳烃(AP5)功能化金纳米星,探索金纳米材料在表面增强拉曼分析上的应用,同时利用紫外光谱作为分析手段,研究了该纳米复合材料在污染物监测方面的应用。论文主要包括以下三部分内容:第一部分,季铵盐化柱[5]芳烃功能化金纳米星的制备:首先参照文献资料,合成了金纳米星(Au NS)和AP5,然后以AP5为稳定剂,抗坏血酸(AA)为还原剂,修饰制备的Au NS,得到AP5功能化的金纳米星(AP5-Au NS)。通过紫外可见光谱、红外光谱、动态光散射谱、透射电子显微镜等表征了AP5-Au NS的结构和形貌,证明了AP5成功修饰到了Au NS表面。利用核磁共振光谱仪研究了AP5和萘普生钠盐的键合行为,通过核磁氢位移证明季铵盐化柱[5]芳烃和萘普生钠盐之间的确存在较强的主客体络合行为。我们尝试将其用于表面拉曼增强研究,但表面拉曼增强效果并不显著。第二部分,季铵盐化柱[5]芳烃功能化金纳米星用于萘普生钠盐传感检测:萘普生钠是一种剂量依赖性的止痛药物,应用于各类关节炎的疼痛、肿胀。而萘普生钠盐药物的滥用及各类不当处理,使其渗入地表,进入地下水源中,对长期居住于受污染水源地的人民身体健康造成无可逆转的影响。我们进一步将制备的AP5-Au NSs应用于萘普生钠盐的紫外传感检测中,测得的最低检测浓度为1×10-4 M。第三部分,季铵盐化柱[5]芳烃功能化金纳米星用于苯的同系物——对硝基苯胺催化还原性能研究:对硝基苯胺是一种被广泛应用于染料工业,由人工合成的化学物,作为多种印染及医药化工品的中间体,其在生产生活中有重要的地位,但其毒性高,误食会引起很强的血液中毒。因此高效的还原转化方法显得尤为重要。我们将AP5-Au NSs加入到对硝基苯胺的水溶液中,利用操作简单、灵敏度高的紫外可见光谱(UV-vis)作为分析手段,实时检测混合溶液的紫外光谱。我们发现随着AP5-Au NSs的加入,在紫外光谱中对硝基苯胺的特征吸收峰强度逐渐降低,其还原产物——对苯二胺的特征吸收峰强度逐渐增强。并且,其还原速率与时间成线性关系。结果表明AP5-Au NSs可以有效催化还原对硝基苯胺。