金纳米粒子(Au NPs)因其特殊的物理化学性质,在很多领域具有广阔的应用前景。受限在纳米粒子表面的分子的物理和化学性质,如分子运动性,热力学性质及反应活性等,与本体有很大的差别。本文中,首先研究了对Au NPs性质起决定性作用的纳米粒子合成机理。再通过综合利用固体核磁共振,表面增强拉曼光谱和差热扫描量热法等检测方法,研究了Au NPs表面受限态对配体的分子运动,反应活性及热力学性质的影响。一直以来,对于Au NPs合成过程中,加入还原剂之前体系的中间体组成存在很大的争议。本工作详细研究了应用最为广泛的Brust-Schiffrin两相合成法的机理。利用核磁,紫外,拉曼等对反应中间体的结构和性质进行表征。认为可溶性金盐([TOA][AuSRX] and [TOA][Au(SR)2])和金复合物[TOA][Au X2]均可作为反应中间体,它们的相对含量与溶剂极性和溶液浓度密切相关。强极性溶剂及高浓度溶液有利于可溶性金盐的生成。在室温光照条件下放置长时间后白色沉淀类高分子化合物[Au(I)SR]n会逐渐生成,但是并不能算作反应中间体。最后,合成实验证明了本工作提出的机理对有效调控Au NPs的合成有重要指导意义。当溶液中间体系中存在大量可溶性硫醇盐时,合成的Au NPs部分团聚,粒径不均一。利用固体核磁共振偶极滤波法成功表征了吸附在Au NPs表面的配体的分子运动性。配体的表面受限态是影响表面化学反应活性一个重要因素。结合表面增强拉曼光谱和固体核磁共振实验,发现Au NPs表面配体交换反应活性和配体的分子运动性变化趋势一致。受限强,运动性弱的配体反应活性更强,更容易取代受限弱的配体吸附到Au NPs表面。此外,还发现了Au NPs表面受限态存在尺寸效应,粒子粒径越大,受限越强。本工作中,提出Au NPs表面配体受限态的概念,并发现了有效检测受限强弱的方法,有助于其他纳米表界面性质的研究,为调控功能纳米材料和器件提供了理论依据。利用固体核磁偶极滤波法和差热扫描量热法系统地研究了吸附在Au NPs表面的巯基聚苯乙烯链(PS-SH)的运动性和玻璃化转变温度Tg。实验结果表明,PS-S-链运动性和Tg主要受分子链在Au NPs表面受限态影响。当低分子量的PS-S-吸附到Au NPs表面时,与本体相比分子链运动性显著下降,Tg升高。当PS-S-的分子量较大时,分子运动性和Tg与本体相比无明显变化。本论文中还发现了受限效应存在尺寸效应,PS-SH的分子量和Au NPs的粒径均对Tg和分子运动性有影响。最后,根据实验结果提出高分子在Au NPs表面的受限态可以用核-壳(两层)模型来表示,内层壳区域内的分子链受限较强,位于外层壳内的分子受限较弱。本工作对于理解纳米表面受限效应和调控纳米复合材料的性质有指导意义。通过调控氧化钛纳米粒子(TiO2 NPs)表面吸附水和有机化合物十八烯胺(OLA)之间的配体交换反应,成功利用固体核磁区分了TiO2 NPs表面不同层的水分子。结合偶极滤波实验,TiO2 NPs表面吸附水可以分为以下几层：Ⅰ)第一层,紧密吸附在TiO2 NPs表面的受限最强,运动性最弱的水；Ⅱ)第二层,受限较弱的水分子,运动性强于第一层的水；Ⅲ)第三层,运动性最强的水分子。运动性最强的第三层水分子具有最高的反应活性,可以被OLA所取代,其他两层的水分子则不能。实验同时也证明了通过配体交换反应,可以有效的调控TiO2 NPs表面的亲疏水性。