贵金属纳米材料因其优异的表面等离子体共振(SPR)性能成为当今纳米科技最受关注的热点,在诸多领域都表现出诱人的应用前景。随着纳米技术的发展,人们在贵金属纳米材料的合成方面取得了一系列的成果,但其在可控合成以及机理研究方面依然面临诸多问题和挑战,且贵金属纳米材料的合成仍然处在实验室研究阶段,这在很大程度上限制了贵金属纳米材料的实际应用。因此,研究贵金属纳米材料的生长机理,并在此基础上开发大规模、低成本、高产率的可控合成方案,将会对其实际应用起到至关重要的作用。本文以金纳米材料为例,从研究合成机理出发,开发简单、高效、快速的可控合成方案,并且探索其在液相催化和电催化领域中的应用。1.使用工业级表面活性剂马来酸二乙基双(十六烷基二甲基溴化铵)简称P16-8-16替代十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),大规模、低成本地合成金纳米棒。金纳米棒的SPR波长可从可见光区域向近红外区域连续可调。系统的研究表明,表面活性剂P16-8-16在该体系中有两种重要的作用,其不仅可以作为封端配体使金纳米棒在溶液中稳定存在,而且分子内的碳碳双键可将Au3+预还原为Au+,从而获得高产率的金纳米棒。除此之外,我们还实现了金纳米棒的单次克级合成,所得到的金纳米棒的产率超过90%,而成本比传统方法下降90%以上,为金纳米棒的实际应用奠定了基础。2.在双表面活性剂中,一步法快速合成Au@Pd核壳结构纳米棒。通过比较金纳米棒的两种合成体系,我们发现双表面活性剂有利于形成高产率且尺寸均一的Au@Pd核壳结构纳米棒。通过改变反应条件,我们得到了 SPR可调控的Au@Pd核壳结构纳米棒,X射线衍射图谱(XRD)和元素分析图谱均证实了核壳结构的存在。该复合材料在电催化氧化乙醇中具有优于钯立方体和钯八面体的质量活性。3.使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为唯一表面修饰剂,通过局部修饰金纳米颗粒的表面,成功制得双面神结构的Au-SiO2复合纳米材料。通过一系列的探究实验,我们发现PVP分子不仅可以使带负电荷的金纳米颗粒在溶液中稳定存在,而且可以增强金纳米颗粒和二氧化硅之间的亲和力。与传统的Au-SiO2核壳结构相比,Au-SiO2双面神结构在催化对硝基苯酚的还原反应中表现出优异的催化性能。本工作提供了一个快速制备Au-SiO2双面神结构纳米颗粒的方法,有望扩展到其他类似体系中。