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贵金属(Au,Ag,Pt,Pd等)纳米材料具有优异的光学性能、生物相容性以及电催化活性等,在表面增强拉曼散射、化学生物传感、光学标记成像、电化学催化等领域有着广泛的应用。然而,贵金属纳米材料电子结构单一、成本较高,限制了其应用范围。合金纳米材料丰富的电子结构及其协同作用,可以优化其光学、电催化等性能。多孔材料具有较大的比表面积、开放性结构,易与反应物接触,活性位点较多等特点,因此多孔贵金属纳米材料有望结合两者的优势,解决目前单一贵金属纳米材料存在的弊端。本论文主要工作:(1)以Au八面体纳米颗粒为种子,可控生长了Au@Ag纳米立方块,采用退火和化学腐蚀的方法,实现了单分散多孔Au-Ag合金纳米立方块的可控制备;通过FDTD理论模拟,揭示了多孔Au-Ag合金纳米立方块状的电磁耦合增强效应;相关实验证明,多孔Au-Ag合金纳米立方块对表面增强拉曼散射信号具有很强的增强作用,对4-ATP的检测限低达10-10M。(2)发展了一种基于单层胶体微球阵列的多步贵金属物理沉积-退火方法,构筑了一种具有双连续结构的三维多孔Au-Ag合金球有序阵列;该阵列的周期和尺寸均匀可控,而且无需添加稳定剂;该阵列也具有很强的SERS活性,对4-ATP的检测限低达10-10M,同时在大面积内(100 μm×100 μm)具有优异的SERS信号可重复性,解决了普通贵金属纳米基底SERS信号不均匀的难题,为便携式拉曼光谱测试提供了核心材料-SERS基底。(3)提出了一种激光诱导法,成功将Pt引入AuAg纳米材料,制备出三维多孔AuAgPt三元合金纳米催化剂;该催化剂具有多孔结构以及高指数晶面、晶格扭曲和孪晶界;其对甲醇催化的质量活性(1.62 AmgPt-1)分别是solid AuAgPt NSs(0.35 AmgPt-1)和商业化Pt黑(Pt black)(0.32 A mgPt-1)的 4.6 和5.1 倍。(4)发展了一种简易液相还原法,获得了中空结构的PtPdAg三元合金纳米枝;所制备的三维中空PtPdAg合金纳米枝是一种中空支状结构,尺寸只有18±1.6 nm,并且材料表面由丰富的原子台阶和晶界组成;这种独特的3D PtPdAg AHNs具有优异的甲醇氧化(MOR)催化活性,其对甲醇催化的质量活性(1.58 A mgPt-1)是商业化Pt黑(Pt black)的4.5倍。相关实验和DFT计算证明,3D PtPdAg AHNs具有较强的抗毒化能力和有利的甲醇反应路径。