具有异质结构特征的两种组分的复合纳米材料既具有单组分特性,又具有各组分间协同效应产生的新特性,从而广泛应用于催化、生物医学、电子器件等领域。在众多异质材料中,其中氧化亚铜-金(Cu2O-Au)复合纳米材料的研究尤为引人注目,这是因为Cu2O价廉、无毒、可大批量生产等优点,常被作为牺牲模板制备半导体-贵金属异质结构材料;而金纳米粒子具有高的化学稳定性、优异的光学特性和高效的催化性能等。异质结构Cu2O-Au复合材料的物理化学性质与其结构、组成、形貌及界面特性等有关,研究者们通过改变某些物理参数(例如反应物比例、反应条件等等)合成形态结构及相对含量不同的Cu2O-Au异质材料,从而在表面增强拉曼散射(SERS)、催化、传感等领域具有重要的应用价值。基于以上研究背景和本课题组已有的研究工作基础,本学位论文提出基于不同形貌的纳米氧化亚铜的调控制备方法,再以氧化亚铜为牺牲模板,通过置换反应诱导合成氧化亚铜-金异质结构复合纳米材料。通过调控合成过程中的热力学及动力学因素分别得到不同形貌、结构、粒径及组成的氧化亚铜和氧化亚铜-金纳米粒子。本研究通过热力学及动力学手段控制合成不同形貌及组成的纳米材料,对纳米材料的形貌调控有重要的指导意义。本学位论文主要开展了以下两个方面的研究工作:(1)通过水相合成法制备粒径均一、分散性良好的氧化亚铜纳米粒子。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,水合肼为还原剂,通过改变稳定剂PVP用量、还原剂用量、铜盐(CuCl2、CuSO4、(Cu(Ac)2·H2O、[Cu(NH3)2]SO4)种类及反应温度等热力学和动力学因素制备不同形貌纳米Cu2O。研究结果表明,铜盐前驱体的不同可以制备得到不同形貌和粒径的纳米Cu2O。通过改变反应温度可获得类球形及立方体形Cu2O,并且随温度的升高,因反应速率加快且不同晶面生长速率的不同,Cu2O纳米粒子由类球形形貌转化为立方体形貌,且其粒径逐渐减小。以硼氢化钠还原对硝基苯酚(4-NP)为模型催化反应,在相同催化条件时,立方体形貌的Cu2O纳米粒子具有更优的催化活性;且随Cu2O粒径的减小,催化效率提高。(2)以粒径均一、单分散性良好的类球形Cu2O为牺牲模板,利用HAuCl4与Cu2O间的置换反应诱导制备Cu2O-Au复合材料,通过改变溶剂种类、HAuCl4用量、修饰剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量、pH等热力学及动力学因素合成不同形貌及组成的Cu2O-Au复合材料。研究结果表明,通过改变溶剂种类,影响反应速率,可实现对Cu2O-Au复合材料中Au纳米粒子粒径的调控。改变HAuCl4用量,可以实现对转换制备的Au粒子粒径及复合材料组分的调控。CTAB吸附在金纳米粒子周围,可调控Au粒子的粒径及Cu2O与Au之间的界面特性。改变溶液的pH,影响反应速率和反应进度,不仅可调控所形成的纳米Au的粒径,而且能够调控Cu2O与纳米Au粒子的复合结构。复合材料Cu2O-Au催化还原4-NP结果表明,复合材料的催化性能与其形貌、组成和界面特性有关。复合材料中纳米金的含量越高,催化活性越好;金粒子的粒径越小,界面面积越大,其催化性能越好。