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金纳米粒子具有独特的光、电、催化等性能,在光学、电子学、生物医学、催化等领域有着广泛的应用。而花状金纳米粒子由于其具有粗糙表面、比表面积高、活性位点多、有很强的电磁场增强效应使其成为良好的催化材料和SERS活性基底。目前合成花状金纳米粒子的方法大多为晶种法,需要提前合成晶种,合成步骤较为繁琐,耗时长,且需要使用各种表面活性剂、封端剂或稳定剂等,通常为有机试剂,不易去除,从而限制了其应用。针对上述问题,我们开发了一种简单、快速、反应条件温和、无需晶种和表面活性剂等有机试剂的方法合成了花状金纳米粒子并探究了其光学特性和催化活性。具体研究内容如下:1、在室温下,以HAuCl4为前躯体、NH20H·HC1为还原剂、利用NaOH调控溶液的pH值,一步快速合成了不同形貌的金纳米粒子。结果表明,在酸性条件下得到球状金纳米粒子,在中性和碱性条件下合成的金纳米粒子为花状,表面具有很多小突起。一系列调控实验证明pH调控HAuCl4的氧化性能和NH2OH·HCl的还原性能,进而影响粒子的增长、熟化速率实现金纳米粒子形貌的调控。2、在室温下,以HAuCl4为前躯体、NH2OH·HCl为还原剂、以NaOH,Na2CO3和Na3PO4为PH调控剂,我们进一步证实了 pH对金纳米粒子增长的调控作用。发现分别在酸性、中性、碱性条件合成了不同形貌的金纳米粒子。对三种调控剂,在酸性条件下,得到的金纳米粒子均为球状,在中性和碱性条件下均得到表面粗糙的花状金纳米粒子,且碱性越强,表面越粗糙。当以R6G为探针,测定其在1364cm-1处的特征拉曼峰,拉曼增强作用依次为:碱性>中性>酸性,即花状金纳米粒子的SERS活性大于球状,且表面越粗糙,SERS活性越强;以NaBH4还原对硝基苯酚(4-NP)为模型反应,球状和花状金纳米粒子均表现出良好的催化活性,但由于表面粗糙度的增加导致花状金纳米粒子的催化活性明显高于球状金纳米粒子。3、在室温下,以HAuC14为前躯体、NH2OH-HCl为还原剂、AgNO3为诱导剂,一步合成了不同形貌的金纳米粒子,其形貌与AgNO3的加入量有关。该法可以得到无刺,短刺和长刺状三种Au纳米粒子,机理研究表明该过程源于AgCl界面诱导的增长。以R6G为探针,测定了无刺、短刺和长刺状三种Au纳米粒子的SERS活性,其在1364cm-1处的拉曼强度与其形貌直接相关,长刺状纳米粒子的SERS增强效应最为显著。总之,采用一步合成法,通过调节反应液的pH和Ag+的浓度,实现了不同形状金纳米粒子的快速合成。该金纳米粒子独特的形貌结构使其具有显著的SERS增强性能和催化性能,使其在分析检测、生物医学、催化等领域具有广阔的应用前景。