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众所周知,由两种不同的元素组成具有一定的混合模式和几何结构的双金属纳米结构,其表现出来的物理化学特性远远优于单金属纳米粒子,因此展现出很多有意义的性能,应用范围更加广泛。例如,金、铂、钯等贵金属纳米粒子所具有的突出催化性能,将银、铜等元素子引入到贵金属催化体系中后,既降低了催化剂的制造成本又由于具有双金属间的协同效应表现出更高的催化效率。因此,本论文主要制备了以金纳米粒子为模板的核壳型金-银复合纳米结构和金-铜复合纳米结构,制备不同形貌的银纳米粒子,研究了不同组成的双金属纳米粒子、不同形貌的银纳米粒子的催化性能,包括电化学催化和化学催化等。主要研究内容和结果包括:1、采用金纳米棒（AuNRs）为模板,制备了不同形貌的金纳米棒@银（AuNR@Ag）核壳结构,研究了这种核壳结构在电催化氧化甲醛反应中的催化活性。首先,分别以纯化和未纯化的金纳米棒为前体制备了不同形貌的金纳米棒@银核壳结构,经过对比两种产物的特点,提出了未纯化的金纳米棒中的残余金前驱物对形成梭状纳米结构的控制作用。然后,设计了新的合成路径制备了不同形貌的梭状AuNR@Ag-Au核壳结构,验证了金前驱物在形成梭状核壳结构中的控制作用。最后,研究不同壳层的AuNR@Ag-Au双金属纳米结构对甲醛的电催化性能,研究了不同扫描速度对催化效果的影响,分析了扫描速度与对应电流峰值的关系和壳层金属元素组成对催化活性的影响,证明了含有少量金元素的催化剂催化活性最高,是其他不同壳层结构的10倍左右,提出了金属电催化甲醛氧化的表面反应过程。2、采用金纳米双锥体为前体,制备了不同形貌的金纳米双锥@铜的核壳结构,研究和比较了其在还原对硝基苯酚和降解罗丹明B反应中的催化活性。首先,利用晶种生长法制备了金纳米双锥体,然后通过银离子的过度生长,CTAB的诱导性沉淀和银壳层蚀刻等步骤,成功对含有较多其他形状的金纳米双锥体进行了纯化,得到了均一且高产率的金纳米双锥体。然后,以PAA为封端剂、水合肼为还原剂的途径得到了金纳米双锥@铜的双金属核壳结构,这一合成策略对于其他金纳米粒子@铜核壳结构也具有普遍适用性。最后,对比了金纳米棒、金纳米双锥体、金纳米棒@铜、金纳米双锥@铜和纯铜纳米粒子的催化活性。金-铜双金属纳米粒子在降解罗丹明B方面是纯金/铜纳米粒子的5倍左右,在还原对硝基苯酚方面,金-铜双金属纳米粒子的催化效率是纯铜纳米粒子的3.15倍。证实了金与铜纳米粒子之间的协同作用可有效地提高还原对硝基苯酚和降解罗丹明B的催化效率。3、利用表面活性剂辅助的晶种生长法分别制备了球状和片状银纳米粒子,并研究了银纳米粒子的催化对硝基苯酚活性。本部分工作研究了银晶种溶液的不同加入量、表面活性剂的浓度等反应条件对银纳米粒子形貌的控制,研究了不同形貌的银纳米粒子对4-硝基苯酚的催化作用,验证了催化剂用量、催化剂形貌对催化作用的影响,发现了反应诱导期、催化剂中毒等现象。经过计算,片状银纳米粒子的单位催化剂的表观催化活性分别为7.1×103 s-1/mol Ag和8.0×103 s-1/mol Ag（以Ag原子计）。该工作对于掌握金属纳米催化剂的基本制备方法和深入理解催化作用具有重要意义,已经设计为本科生专业实验并得到应用。综之,在本论文工作研究了在水性体系中制备金、银、铜等单金属和双金属纳米粒子,研究了相应的催化性能,发现和验证了双金属纳米粒子之间的协同作用,有利于更好地激励催化剂在应用方面的潜力,这可能在未来催化研究中具有重要意义。