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本论文主要研究了贵金属纳米材料和碳纳米材料的合成、组装以及在电化学、生物标记荧光成像和化学催化应用。对于贵金属纳米材料的合成，我们使用电化学方法快速合成海胆状钯纳米粒子。同时，采用一般溶液法合成的贵金属纳米粒子可用于自组装模块。对于纳米碳材料的合成，我们发展了一种十分高效的合成大量荧光碳纳米粒子的方法，反应过程简单，无需加热和搅拌。对于两者杂化材料，借助碳纳米管和石墨烯的功能化，我们实现了多种贵金属纳米粒子和纳米碳材料的组装，并初步研究了合成的碳载贵金属纳米粒子的电化学性能。还有，我们发现了一种快速合成富碳载体负载钯纳米粒子的简单合成方法，并检验了其化学催化性能。具体工作如下:
1.我们发展了一种在20秒内，无模板，无表面活性剂的电化学方法合成均匀干净的钯纳米粒子（直径～350纳米）。这些纳米粒子表面有很多刺状亚结构（长度～95纳米），因此被形象的定义为海胆状纳米粒子。进一步的研究发现，合成的钯纳米海胆在电化学循环伏安表征中，对甲酸电化学氧化有很好的催化能力。
2.我们提出了一种非常快速，巧妙的方法合成可发射绿色荧光的交联的空心荧光碳纳米粒子。合成方法是将一定量的醋酸，水和五氧化二磷混合即可。经过简单的后处理，交联的空心荧光碳纳米粒子可以被用作细胞的荧光成像应用。同时，可以大批量生产的荧光碳纳米粒子也可以用作荧光水印用在普通的打印机上，显示其在荧光标记成像方面的大有潜在的广泛用途。
3.我们报道一种简单有效的方法自组装贵金属纳米粒子到二氧化锡包裹的碳纳米管(CNT@SnO2)上形成碳纳米管/二氧化锡/贵金属纳米粒子复合物(CNT/SnO2/noblemetalNP)。该CNT@SnO2@Au-Pt修饰的无酶电极检测模型分子双氧水，可以获得较宽的检测范围和低的检测限，说明CNT@SnO2具有潜在的电化学传感用途。
4.我们使用阳离子聚电解质（聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐，PDDA）功能化的石墨烯纳米片作为组装模块，与带负电的柠檬酸钠保护的金纳米粒子和金钯纳米粒子实现自组装，得到相应的石墨烯/纳米粒子复合物。同样，以双氧水作为模型检测对象构建了石墨烯/金纳米粒子复合物的电化学双氧水传感器。结果显示，负载有石墨烯/金纳米粒子复合物的玻碳电极，采用计时电流方法，实现了宽的检测范围和低的检测限。
5.我们发展了一种非常快速简便的方法合成负载有钯纳米粒子的海绵状多孔富碳载体材料(Pd/C)。这个合成反应可以通过简单的混合若干反应物完成，反应无需任何表面活性剂，实验仪器和外部加热。合成得到的Pd/C还可以作为性能优异的催化剂，用于降解芳香族硝基化合物（模型反应）。