贵金属纳米材料由于其独特的物理化学性质,在能源、催化、生物、传感和医药等方面展现出广阔的应用前景以及巨大的潜力。随着科学技术的发展,单一组成的纳米材料所能达到的性能已经不能满足人们日常工作与生产的需要,因此纳米复合材料应运而生,并且成为了研究的热点。贵金属纳米复合材料不但具有单种材料都不具备的优点,还能克服单种材料的缺点。金纳米颗粒从罗马时代开始就被人们所熟知并应用,被认为是最稳定的纳米贵金属之一。金纳米颗粒具有很多优异的性能,如生物相容性、稳定性、低温CO催化氧化和特殊的光电性能等,被广泛应用在生物、能源、催化以及光电学等领域。而以金为基础的金基纳米颗粒,可以利用金的这些优异特性,产生不可思议的优良性能。在所有金纳米颗粒中,类球形金纳米颗粒由于其制备方法相对简单,便于不同领域如化学、物理和生物等的研究者的制备,所以依然在很多方面具有广泛的应用。在这些应用中,有些需要大粒径范围的类球形金纳米颗粒进行测试与分析,但是目前制备粒径范围大的水溶性类球形金纳米颗粒的方法一般比较复杂,所以用简单快速的方法制备粒径范围大、单分散、且产量高的类球形金纳米颗粒,仍然是一个不小的难题。金、银纳米颗粒是表面拉曼增强测试中常用的基底,使用金、银纳米颗粒基底可以成倍的增加探针分子的拉曼强度,提高拉曼检测的灵敏度与精确性,便于拉曼光谱在痕量测试中的检测与分析。银由于具有高的表面等离子共振特性以及大范围的电磁场增强性能,依然是表面拉曼增强应用最广泛的基底。但是,与类球形金纳米颗粒的制备相比,粒径范围广、尺寸形貌均一的水溶性单分散类球形银纳米颗粒的制备更加复杂与困难。所以,可以利用制备较为简单的类球形金纳米颗粒,制备具有Au@Ag核壳结构纳米颗粒,用其代替类球形银纳米颗粒在表面拉曼增强中的应用。已经有研究证实,具有一定银层厚度的Au@Ag纳米颗粒的表面拉曼增强性能可以优于相同尺寸的类球形银纳米颗粒。但是目前还有两个重要的问题没有解决：1)可以达到高的表面拉曼增强性能的Au@Ag纳米颗粒的临界银层厚度是多少；2)临界银层厚度与金核尺寸的关系。铂是甲醇燃料电池中催化剂的重要组成部分,但是铂的抗CO能力和稳定性比较差。而金铂双金属纳米颗粒既能利用铂的高活性,又能利用金提高催化剂的稳定性和抗CO中毒能力。因此用简单的方法制备出具有高催化活性和稳定性的金铂纳米颗粒催化剂,对其在燃料电池中的应用具有重大意义。基于以上内容,以及本课题组对金纳米颗粒的研究基础,本论文主要制备了以金为基础的Au@M (M=Au, Ag, Pt)纳米颗粒,并进行了拉曼和电催化性能研究。研究内容主要分为以下三部分：在第二章中,我们利用种子生长法在水相中制备了17到183 nm粒径范围内的单分散类球形金纳米颗粒。首先,用Turkevich法制备了17 nm单分散类球形金纳米颗粒。然后利用制备的17 nm类球形金纳米颗粒作为种子,引入生物相容性的氨基丁三醇作为稳定剂,用双氧水作为还原剂,通过控制反应液中加入的金种子的量,在室温下经过一次种子生长法合成了不同尺寸的单分散类球形金纳米颗粒。通过透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)表征,证明通过该方法制备的类球形金纳米颗粒尺寸均一,极少量棒和三角片等其它副产物存在。制备的金纳米颗粒的尺寸与通过计算得到的金纳米颗粒尺寸相吻合,说明金纳米颗粒的尺寸可以通过控制加入的金种子的量进行精确调控,同时说明反应中没有二次成核,形成的金纳米颗粒为单分散,类球形的。另一方面,计算公式也可以用来指导合成不同尺寸的类球形金纳米颗粒。另外,扩大反应液浓度后,也能得到高产量的单分散类球形金纳米颗粒。在第三章中,我们在已经制备好的金核上生长银,通过控制加入反应液中的银离子的量,制备了一系列金核尺寸不同且(金纳米颗粒的直径2r=12,20,30,45和55 nm)银层厚度不同的Au2r@Agt(r为金核半径,t为银层厚度)类球形纳米颗粒,并用4-ATP(对氨基苯硫酚)作为探针分子,研究了它们的表面拉曼增强性能。以Au2o@Agt为例,在拉曼测试中,当银层厚小于3.7 nm时,Au20@Agt纳米颗粒对4-ATP分子的表面拉曼增强光谱强度,随着银层厚度的增加而增加。当银层厚度达到3.7 nm以后,拉曼信号的强度达到一个平台。因此,认为3.7 nm为Au2o@Agt纳米颗粒的临界银层厚度(tc)。同时我们也测试了以4-ATP为探针分子的其它金核尺寸的Au2r@Agt纳米颗粒的表面拉曼增强性能。Au12@Agt, Au30@Agt,Au45@Agt和Au55@Agt纳米颗粒的临界银层厚度,分别为2.5,5.0,2.9和2.7 nm。根据实验结果和理论推导,当金核尺寸小于42 nm时,临界银层厚度为tc=0.301·r+0.695。当金核尺寸大于42 nm时,临界银层的厚度趋于定值,大约为3 nm。同时我们还发现在633和785 nm激发波长下,超过临界银层厚度的Au@Ag核壳纳米颗粒可以代替相同尺寸的类球形银纳米颗粒在拉曼检测中的应用。在第四章中,我们提出了一种在室温下、水相中,通过在5.5 nm金纳米颗粒上原位生长铂来制备高产量、分散性好的核壳金@铂枝状纳米晶的简便方法。该方法制备的Au@Pt5枝状纳米颗粒总体平均尺寸大约为14 nm,是目前我们所知的尺寸最小的Au@Pt纳米颗粒。纳米颗粒表面的铂枝的平均尺寸约为2.6 nm×4.2nm,使得纳米颗粒具有很大的电化学比表面积(35.2 m2 g-1)。研究发现,Au@Pt枝状纳米颗粒形貌的形成与柠檬酸钠-氯金酸预混液的预混时间,四氯铂酸钾加入到柠檬酸钠-氯金酸预混液后的混合时间,以及铂金摩尔比和AA与铂的摩尔比有关。Au@Pt枝状纳米颗粒的小尺寸以及枝状结构增加了催化剂的电化学比表面积。与商用的铂黑催化剂相比(酸性条件下0.12Amgpt-1;碱性条件下0.3Amgpt-1),由于金核和铂壳之间的电子相互作用以及铂枝表面所特有的高比率原子台阶、缺陷和角原子,使双金属Au@Pt枝状纳米颗粒对甲醇氧化具有更为优异的催化性能(酸性条件下0.45 A mgpt-1;碱性条件下2.1 A mgpt-1)。综上所述,在本论文中,我们制备了以金为基础的Au@M (M=Au, Ag, Pt)纳米颗粒并研究了它们的拉曼和电催化性能：1)在室温下,采用一步种子生长法制备了17到183 mn粒径范围内的单分散类球形金纳米颗粒：2)得到了一个临界银层厚度与金核尺寸关系的经验公式,可用于设计和制备在表面拉曼增强应用中Au@Ag纳米颗粒；3)在室温下,制备了目前尺寸最小的、具有高催化活性的Au@Pt核壳多枝纳米颗粒。