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熔盐电还原固态混合氧化物直接制备纳米空心材料
高效和可控的材料制备技术是现代社会可持续发展的重要支撑。纳米空心材料因其优异的传质特性、独特的“可呼吸性”结构、高的抗应力特性和高的反应活性而成为了材料科学研究的热点，并在吸附、新能源和医用等方面有广泛而重要的应用。但是纳米空心材料的应用受制于其复杂和苛刻的制备工艺，其制备往往涉及多步骤的模板制备-壳核结构构建-模板去除的流程。因此开发经济高效的纳米空心材料制备新方法是利用其独特反应特性的基础。
武汉大学汪的华教授和新加坡南洋理工大学楼雄文（Xiongwen David Lou）教授团队在纳米空心材料的熔盐电解可控制备的研究方面取得进展。（Electrolytic Formation of Crystalline Silicon/Germanium Alloy Nanotubes and Hollow Particles with Enhanced Lithium-Storage Properties. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 7427-7431）。研究团队在国际上首次将熔盐直接电还原固态化合物这一材料制备新方法与材料科学的经典理论“纳米柯肯达尔效应（Nanoscale Kirkendall Effect）”有机结合，成功通过熔盐电解固态混合物，一步无模板可控制备了纳米空心材料。
在氯化物熔盐中直接电还原固态二氧化硅和二氧化硅锗的混合物时（见上图），Ge 纳米线首先生成。随后 Si 在 Ge 表面生成，形成Ge@Si 的核壳结构。Ge@Si 的核壳结构的固相扩散过程与电解还原过程同时发生，触发纳米柯肯达尔效应。因 Ge 的扩散速率大于 Si的扩散速率，缺陷空位在 Ge 这一侧产生，从而形成中空核壳纳米结构（Yolk-shell）和 Si-Ge 固溶体的纳米管。因为 Si 和 Ge 可形成连续固溶体，从原子尺度讲，锗表面硅的活度较低，这有利于硅的电化学还原（降低还原过电位） 、促进空心结构的形成和保持较细的管径。
该创新方法为发展经济高效的熔盐材料制备技术提供了科学依据，并为高附加值的纳米空心材料的可控制备提供了全新的思路。
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201602653/abstract
原文：Electrolytic Formation of Crystalline Silicon/Germanium Alloy Nanotubes and Hollow Particles with Enhanced Lithium-Storage Properties
Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 7427-7431, DOI: 10.1002/anie.201602653