纳米材料因其独特的表面效应、体积效应和量子尺寸效应,有着与块体材料截然不同的光、电、力、磁等性能,在能源、化工、生物、医学等领域有着广阔的应用前景。金和银是两种重要的币族金属,相对于其它贵金属更为廉价易得。金纳米粒子催化活性高、抗毒化效果好、化学性质稳定且生物兼容,在催化、生物传感等方面应用广泛,银的卤化物和掺杂其它元素的银的氧化物目前更被证实是稳定高效的可见光响应光催化材料。银和金也是目前使用最多且活性最高的两种表面增强拉曼散射(SERS)基底。本学位论文发展了几种制备金微/纳米材料的方法,制备了几种新的SERS基底并研究了其SERS活性,将所制备的纳米多孔金膜电极用于葡萄糖的无酶检测和铂修饰的枝晶金双金属催化材料用于甲酸的电催化氧化,制备了几种银盐复合材料并考察了它们对罗丹明B的可见光降解性能。主要内容如下：1.系统地综述了金属和半导体微/纳米材料的制备方法和它们在表面增强拉曼光谱、有机小分子电催化氧化和无酶葡萄糖传感器、光催化方面的应用的相关文献。2.用阳极阶跃电势法制备了三维纳米多孔金膜电极,详细研究了制备条件对金纳米粒子的微观形貌及SERS活性的影响。结果表明H+对两个纳米粒子之间的纳米间隙有着微妙的影响：在HCl电解液中原位产生的亚纳米尺度的粒子间隙可引起较强的局域电磁场增强；在KCl电解液中制备的金膜电极经酸浸泡处理后产生的纳米粒子间隙较大因而局域电磁场增强相对较弱,但大的表面积可吸附更多的探针分子从而弥补了电磁场增强的不足,故其SERS活性与HC1中制备的金膜电极相当。该方法简单、快捷,金膜电极表面的拉曼信号分布均—,拉曼增强因子可达8.7×105。3.利用方波脉冲技术在空白的硫酸底液中通过表面重构将光滑金电极表面转变成枝晶金。该方法方便、绿色,在整个过程中没有任何添加物和Au(Ⅲ)物种。通过扫描电子显微镜(SEM)考察了方波电势、频率和时间及硫酸浓度的改变对光滑金电极表面形貌的影响,提出枝晶的生长是在方波作用下,硫酸溶液中溶解的微量金物种和电极表面沉积的金原子在扩散传质控制下通过纳米粒子的聚集自组装的表面重构形成的。以罗丹明B为探针分子考察了枝晶金不同发育阶段的形貌对SERS活性的影响,发现表面有一定“粗糙”的枝晶状金的SERS活性要好于表面光滑的枝晶状金和球状纳米金颗粒。4.以气/液界面为不对称工具,以自组装的单层聚苯乙烯(PS)微球为模板,利用Sn(Ⅱ)还原的Au溶胶中过量的Sn(Ⅱ)的还原、保护和敏化三重功能,一步组装了不对称的PS/Au复合粒子有序阵列。氧气诱导产生的配体交换和Sn(Ⅱ)对PS球的敏化是制备PS/Au复合粒子的关键,通过控制温度和反应时间可改变组装的Au纳米粒子的粒径和覆盖度。通过改变前驱体溶液制备了不对称的PS/Pd和PS/AuPd有序阵列。以罗丹明B为探针分子考察了不对称PS/Au复合粒子阵列的SERS性能。PS球上紧密堆积的网状金纳米粒子的纳米级或亚纳米级的粒子间距和聚集的每个PS/Au复合粒子间的空隙可产生强的局域电磁场增强,此外,激光透过不对称PS/Au复合粒子的上部在与纳米金接触部位形成的纳米光束流也能产生高度局域化电磁场,这都导致PS/Au复合粒子阵列的强SERS活性。不对称PS/Au复合粒子阵列可发展成为一种新的有序SERS基底。与文献报道的方法相比,该法没有对粒子进行任何表面修饰,且制备简单,可在任一标准实验室实现。5.用一步阳极阶跃电势法在KCl溶液中制备了高比表面积的纳米多孔金膜电极。讨论了该电极在有Cl-和没有C1-存在的条件下对不同浓度的葡萄糖分子的电催化氧化行为,并用计时安培法在磷酸缓冲溶液(PBS, pH7.4)中模拟生理条件成功地实现了对葡萄糖的无酶检测。在没有C1-存在的条件下,该电极的灵敏度是232μA mM-1cm-2,检测范围是1-14mM,检测限是53.2μM；在有Cl-存在的条件下,该电极的灵敏度是66.0μmM-1cm-2,检测范围是10μM-11mM,检测限是8.7μM。与文献报道的基于金电极的无酶葡萄糖传感器相比,此法制备更简便(5分钟内即可完成制备),检测电势和检测限更低,有效地避免了常见的抗坏血酸和尿酸等的干扰。6.通过控制电沉积时间,在用上述方法制备的枝晶金电极(DG)、纳米多孔金膜电极(NG)及光滑多晶金电极(SG)上沉积了不同量的Pt团簇,用SEM和X射线能谱色散光谱仪(EDX)分析了上述电极形貌和组成,比较了不同Pt负载量的Pt-DG、Pt-NG、Pt-SG和枝晶AuPt合金电极对甲酸的电催化氧化行为,讨论了基底形貌对电催化活性的影响：痕量Pt修饰的DG电极表现出更好的电催化性能,集合效应和电子效应是促进直接氧化途径发生的原因；DG表面存在诸多如台阶和边缘等低配位原子的缺陷点,沉积在这些点上的Pt催化活性更高。7.以AgNO3和8O2为主要原料,通过清洁的气液两相反应制备了Ag2SO3微粒,在此基础上经过离子交换反应制备了基于Ag2SO3的可见光活性的银盐复合材料ASO/Ag2S(ASO=Ag2SO3/Ag2SO4)和ASO/AgX(X=Cl, Br)。通过X射线衍射仪(XRD)、SEM、EDX和固体紫外-可见漫反射吸收光谱对这几种材料进行了结构、形貌、成分和光学性质的表征；通过对罗丹明B的可见光降解评价了这几种银盐复合材料的性能；重点探讨了这几种材料在水中经可见光光照前后的组成和光学性质的变化。实验结果表明,光照过程中生成了Ag纳米粒子从而构成了基于Ag的表面等离子体光催化剂,有效地抑制了光生电子-空穴的复合,提高了对罗丹明B的光降解活性。8.用计算化学软件Gaussian03,结合密度泛函理论(DFT)和概念密度泛函理论(概念DFT),研究了以异戊二烯和丙烯醛为代表的路易斯酸(LA)催化的不对称Diels-Alder(DA)反应。通过计算全局活性指标以及局域活性指标预测了LA的催化活性和DA反应主要区域选择性产物；通过分析丙烯醛-LA的稳定结构参数和二级微扰稳定化能E(2)深入理解LA的催化作用；评价了最大硬度原理、最小极化率原理和最小亲电原理在预测这类反应发生的方向和主要的区域选择性产物时有效性和适用性。