题目：金纳米材料的制备、表征及其性能研究

金纳米材料具有优异的特性，在光学，催化，生物传感等方面有十分广阔的应用前景。用便捷的实验方法制备特殊结构的金纳米材料，实现对其性能的优化，对金纳米材料的研究领域起着重要的作用。本文主要使用液相化学合成法和种子生长法合成了多种形貌的金纳米材料，通过实验参数的调节，对其形貌进行调控，对所获得形貌的生长机理及动力学原理进行研究，并探究了金纳米材料的有机催化特性，表面增强拉曼性质，生物传感性能，对金纳米材料的发展起到了推动作用，研究内容主要包括以下几个方面：

（1） 使用液相化学合成法成功制备了不添加表面活性剂，直径大约在250 nm的花状结构金纳米材料。通过模型可以很好阐述其形貌演变和动力学原理，对花状金纳米结果作进一步分析，探索得到花状金纳米材料的最佳合成条件。花状结构金纳米材料在表面增强拉曼散射探测4-对巯基苯甲酸（PMBA）中表现优越性能。

（2） 通过液相化学合成的方法成功制备厚度分别为~ 15 nm, ~ 35 nm, ~ 50 nm的片状金纳米材料。在硼氢化钠的作用下，尺度超过1微米的片状金纳米材料在对硝基苯酚还原为氨基苯酚的催化反应中展示优越的性能。催化性能和片状金纳米材料的厚度有很大联系，随着片状金纳米材料的厚度增加，催化反应速率降低。厚度15纳米的金片在一分钟内完成对对硝基苯酚还原反应的催化。在2次循环反应后，15 nm金片对还原反应的转化率可达到100%。

（3） 使用液相化学合成的方法成功制备了有凸出花心和六条棱的雪花状金纳米材料，对其生长机理进行了探究。这种纳米材料构造的电化学生物传感器具有优越的电化学性能，腺苷的检测浓度从1 nM到1 mM，检测下限达到352 pM，构造的腺苷生物传感器对腺苷的检测具有高度的选择性。雪花状金纳米材料为基底，使用表面增强拉曼光谱对4-巯基苯甲酸（PMBA）分子进行检测，发现拉曼光谱有SERS效果。

（4） 通过种子生长方法，我们成功合成了排列均匀，直径大约130nm粗糙和光滑金纳米颗粒。研究表明，粗糙和光滑金纳米颗粒表面的影响因素与表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）有关。粗糙和光滑金纳米颗粒的表面增强拉曼散射增强因子大约为8.6 × 106 和 2.0 × 106。因此，这些独特的粗糙金纳米颗粒作为高性能SERS基底有非常广阔的应用前景。改变两种表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）的比例，使用种子生长法合成类似球状金纳米材料，爆米花状金纳米材料，通草状金纳米材料和刺状金纳米材料。调节不同表面活性剂比例，金纳米材料的形貌各异，对不同金纳米形貌用模型进一步解释生长机理和动力学原理。刺状金纳米材料作为基底，对结晶紫（CV）的拉曼信号有表面增强拉曼效果。这表示类似球状金纳米材料，爆米花状金纳米材料，通草状金纳米材料和刺状金纳米材料，在光学领域有重要应用。