表面等离激元是金属表面自由电子的集体相干振荡,可突破衍射极限实现纳米尺度下的局域光场。局域表面等离激元共振是一种金属纳米颗粒表面自由电子和光场的相互作用所引起的共振模式,能显著增强颗粒对光的吸收效率,并在表面形成瞬时高密度电子密度,同时实现局域电磁场增强。等离激元会以相干光子辐射,或通过电子-电子及声子相互作用,将能量以热形式耗散到金属晶格中,并迅速加热颗粒本身及颗粒周围的介质,即等离激元光热效应。利用金属纳米颗粒这种时间响应快、局域温度高、温度可控性强的纳米尺度热源,等离激元光热效应已经在光热催化分子反应、光热治疗、光热成像、淡化海水等方面得到了广泛的应用。本论文中,我们结合理论计算和实验测量,研究金纳米颗粒表面等离激元的光热调控及其光催化应用,明确其产热及传热的影响规律和物理机理,为精确调控等离激元的光热效应的,以及等离激元催化的理论研究和实验设计提供参考价值。主要研究内容如下:1.研究不同条件下金纳米颗粒的光热效应,包括颗粒尺寸对光热效应的影响、介质环境对光热效应的影响、二聚体的光热效应。发现金纳米颗粒光热效应可以通过多个方面进行调控,并且介质环境对局域温度的影响是非常大的。2.研究了金纳米颗粒等离激元光热催化稀土纳米晶的结构转变,并结合理论计算,我们发现等离激元光催化反应受多个方面影响,其中光热效应与热电子催化效应往往同时存在。通过调节激发光波长可以控制这两种效应对反应的贡献,从而达到最佳的催化效果。