表面增强拉曼散射光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)技术由于具有高的检测灵敏度,样品前处理简单,检测无损伤性,分析速度快,检测成本低,能实现实时原位检测等优势,被广泛应用于化工、环境、食品卫生、生物医学、公共安全等领域。随着纳米技术的发展,磁性纳米材料因其独特的性能被应用于肿瘤治疗、药物靶向输送和细胞分离等方面的科学研究中。若将经典的具有优异SERS活性的贵金属纳米颗粒与磁性纳米颗粒相结合,形成多功能的成磁性/贵金属复合纳米材料,则既具有磁性纳米材料的富集、靶向示踪和分离性能,又具有贵金属优异的SERS和催化性能,从而更好地满足了各领域的应用需求。可控制备出高灵敏度、稳定性和重现性的多功能磁性/贵金属复合SERS基底,具有重大意义。在本论文中,我们通过不同的方法与技术合成多功能的磁性/贵金属复合纳米颗粒,并对其SERS性能及其应用进行探讨。本论文的主要内容如下:一、利用简单的水热法,一步合成出分散性好、粒径均匀的Ag-Fe304复合纳米颗粒,并对其性能进行研究。我们选用AgN03和Fe(NO3)3·9H20作为反应前驱体,通过调控加入这两种前驱体的摩尔比,会得到一系列核/壳组成比例不同的Ag-Fe304复合纳米颗粒。这种多功能的复合纳米颗粒是由银纳米颗粒作为内核,Fe304磁性纳米颗粒疏松地沉积在外层而形成的核-壳结构。系统地研究了加入的两种前驱体摩尔比的调控,对所得产物的结构、形貌、尺寸、磁性和光学性能的影响。分别从热力学和动力学两个方面,重点探讨了 Ag-Fe304磁性复合纳米颗粒的形成机制,并给出了相应合理解释。通过所得一系列核/壳组成不同产物的紫外-可见吸收光谱,总结出随着Ag/Fe比例的增加其表面等离子体共振(SPR)吸收带逐渐蓝移。选择罗丹明6G(R6G)和结晶紫(CV)作为拉曼活性探针,对所得产物的SERS性能研究中,发现该多功能的复合纳米颗粒表现出非常高的SERS灵敏度,并且随着Ag/Fe比例的增加,其SERS活性逐渐增强。这种“热点”可控的SERS基底在农残检测、生化分析等方面具有广泛应用前景。二、以前期制备的Fe304为基底,利用磁控溅射技术,在其表面沉积一层纳米银颗粒,从而形成Fe304-Ag复合SERS基底。通过调控磁控溅射的时间(0、40、70、100、130、160和190 s),可以得到一系列不同银覆盖量的复合物。采用对-氨基苯硫分(p-ATP)和R6G作为拉曼活性探针,对这一系列复合物的SERS性能进行了研究,并总结出随着溅射时间的延长,其SERS活性逐渐增强,溅射时间为130 s时得到的SERS基底达到最大的增强效果。通过对该SERS增强基底选定面积内随机光谱的采集及其特征峰的分布图,证明了该SERS基底具有良好的稳定性和重现性。这种具有最强SERS效应的基底用于p-ATP的痕量检测,最低浓度可达1.0×10-10 M。最后将该高灵敏度的SERS基底用于农药福美双的检测,检测限达到5×10-7M。这种SERS基底是固定在硅片上的,便于携带,可应用于复杂环境中农残等的现场快速检测。三、采用间接合成法,层层组装技术,制备出Fe3O4@mTi02@Ag和Fe304@mTi02@Au NR两种三组分的磁性SERS增强基底。Fe304纳米颗粒作为内核和磁源;中间的介孔二氧化钛层比表面积非常大,一方面用于吸附大量的待测分子,另外保证整个复合物的物理和化学稳定性;外层的Ag纳米颗粒和金纳米棒则赋予该复合物优异的光学性能。通过丁胺对硝酸银的原位还原反应在Fe3O4@mTiO2表面沉积大量的银纳米颗粒从而制备出Fe3O4@mTi02@Ag复合纳米颗粒,Fe304@mTi02表面聚电解质化后与金纳米棒的静电作用制备出Fe3O4@mTi02@Au NR复合纳米颗粒。分别利用CV、p-ATP和对-巯基苯甲酸(MBA)作为拉曼活性分子,分别对这两种磁性复合基底的SERS性能进行了研究,Fe304@mTi02@Ag复合纳米颗粒对结晶紫和对-氨基苯硫酚的检测限分别为1.0X 10-9 M和1 × 10-12 M,Fe3O4@mTi02@AuNR复合纳米颗粒对对-氨基苯硫酚和对-巯基苯甲酸的检测限分别为l×10-10-10M和1×10-9M,证明了这两种基底具有非常高的SERS灵敏度。通过分别对这两种基底选定区域内任意采集20个点的SERS光谱,对其特征峰强度的相对标准偏差计算,证明了这两种SERS基底具有非常好的稳定性和重现性。最后将Fe3O4@mTi02@Ag复合SERS增强基底用于农药福美双的检测,检测最低浓度达到5×10-8M(0.05 ppm),远远低于美国环保部要求水果中的允许含量(7ppm)。这种具有高灵敏度、良好稳定性和重现性的多功能SERS基底在催化、肿瘤治疗、药物靶向输送和细胞分离等方面具有潜在的应用。四、利用简单、高效的一步水热法制备出Au-Fe304杂化复合空心球,并对其SERS性能和催化性能进行研究。采用氯金酸和氯化铁作为反应前驱体,通过改变Au/Fe这两种前驱体的摩尔比,即Au/Fe摩尔比分别为0、0.05、0.1、0.2和0.5,可以调节位于杂化复合空心球中Au纳米颗粒的量,从而得到一系列不同银含量的杂化复合空心球。所制备的产物不仅具有非常优异的SERS灵敏度,而且具有很高的催化活性。这种杂化的复合空心球具有非常大的比表面积和SERS活性位点,对表面吸附的R6G表现出非常高的SERS活性,其中Ag/Fe为0.2时所得基底的SERS活性最强,并且对R6G的最低检测浓度可达到1 ×10-10 M。最后这种Au-Fe304杂化复合空心球在硼氢化钠还原4-氨基苯酚体系中,表现出非常好的催化活性并且可回收反复使用。因此这种多功能的SERS基底在痕量检测和工业废水处理等方面显示出巨大的应用价值。