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金属纳米颗粒具有独特的物理、化学性质，它被广泛应用于化学（生物）传感分析、光学、磁学及催化等领域。金属纳米颗粒具有较强的局域表面等离子共振效应，吸收光谱对颗粒的状态及周围介质极其敏感，能够提高其在化学传感分析中的应用性能，达到比色检测分析的效果。本论文基于金属纳米颗粒（金、银和铜）的合成及其表面功能化分析，对其检测和催化应用进行了探究，并不断探索降低金属纳米颗粒合成成本和提高应用效率的方法。主要研究内容分为以下三部分: (1)采用化学还原法制备透明质酸钠功能化的金纳米颗粒(SH-AuNPs)。在相同条件下，SH-AuNPs作为比色探针对铬离子的选择性远超于其他重金属离子。该探针具有抗干扰能力强、检测范围广和灵敏度高等特点。并且探针还可以应用于实际水样中铬离子的监测。此外，通过典型的硝基酚类化合物和K3Fc(CN)6的催化还原反应验证了SH-AuNPs具有良好的催化活性。 (2)利用化学还原法制备尿酸功能化的金纳米颗粒(UA-AuNPs)。在制备过程中，随着反应时间的增加UA-AuNPs的形状由四面体、八面体到球体发生变化。实验中通过对UA-AuNPs进行催化性能分析，发现UA-AuNPs展现出极高的催化活性。此外，表面经2，6-吡啶二羧酸(PDCA)修饰后作为比色探针，该探针对Cr3+和Cr6+具有较好的选择性和较高的灵敏度并应用于湖水样本中Cr3+和Cr6+的检测。 (3)利用硫酸铜溶液、硝酸银溶液和柠檬酸钠溶液制备双金属银铜纳米颗粒(Ag-Cu NPs)。我们对Ag-Cu NPs进行紫外可见吸收光谱、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)表征。通过紫外吸收光谱测定，确定Ag-Cu NPs对Hg2+具有较好的选择性和灵敏度。同时，该比色探针可以适用于梦溪湖水和查干湖水中Hg2+的检测。此外，经实验结果证明Ag-Cu NPs比单金属纳米颗粒具有更好的催化性能。