金纳米粒子（AuNPs）是经典的贵金属纳米材料之一，通常以球形为主，粒径范围2-100nm。长期以来，块体金被认为化学惰性，但当尺寸缩小至纳米级别时，AuNPs展现出惊人的催化活性，尤其在低温CO氧化、选择性有机加氢和醇氧化反应中表现优异。其催化活性与粒径密切相关：3-5nm的AuNPs活性 *高，这归因于此尺寸范围内金表面低配位原子比例 *大，且量子尺寸效应使d带中心上移，增强了反应物的吸附与活化能力。

在CO催化氧化领域，AuNPs负载于TiO₂、Fe₂O₃或CeO₂表面后，可在室温甚至-70°C下实现CO的完全氧化，这是传统铂族催化剂无法达到的低温活性。其机理涉及CO在Au表面的线性吸附与O₂在金属-载体界面的解离吸附，Au-载体界面处的氧空位是活性氧物种的产生位点。2024年的研究通过精确控制AuNPs粒径为2.8nm并负载于CeO₂纳米棒上，实现了CO转化率99.9%且100小时无失活，为室内空气净化催化剂的设计提供了新范式。

在电化学能量转换中，AuNPs是构建高效电催化剂的核心组分。在CO₂电还原反应中，AuNPs对CO产物具有接近100%的法拉第效率，且过电位仅为-0.6V vs. RHE，远优于铜基催化剂的多产物混合问题。通过将AuNPs与氮掺杂碳复合，可进一步降低过电位至-0.4V，同时提升电流密度至200 mA/cm²以上。在氧还原反应（ORR）中，AuNPs/石墨烯复合催化剂的半波电位仅比商用Pt/C低30mV，但稳定性提升3倍以上，展现出替代铂碳的巨大潜力。

AuNPs的标准制备方法为Turkevich法：以HAuCl₄为金源，柠檬酸钠兼具还原剂与稳定剂双重功能，在沸腾条件下还原金离子，通过控制柠檬酸钠与金的摩尔比可获得15-100nm的单分散球形颗粒。对于更小粒径（2-5nm），Brust-Schiffrin法以甲苯为溶剂、硫醇为配体，可获得高结晶度的AuNPs。AuNPs还广泛用于比色传感、催化标记和电子显微镜造影剂等基础研究工具，是纳米科学中 *基础也最多功能的材料之一。

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