史雪，高婷婷，周國(guó)偉

（山東省高校輕工精細(xì)化學(xué)品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，齊魯工業(yè)大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250353）

過渡金屬化合物具有獨(dú)特的力、熱、光、電、磁學(xué)等性質(zhì)，因此成為化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1-8]，其多殼空心結(jié)構(gòu)的制備已引起研究者濃厚的興趣[9]。目前，過渡金屬化合物多殼空心球的制備方法通常有兩種，即模板法和無模板法，其中模板法一般以碳球作硬模板[10]或以表面活性劑聚集體作軟模 板[11]。在過渡金屬化合物多殼空心球的制備中，前體溶液濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度以及煅燒加熱速率等對(duì)其形貌都有一定的影響[10-12]。因過渡金屬化合物多殼空心結(jié)構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單中空結(jié)構(gòu)具有密度低、比表面積大等特點(diǎn)，所以在藥物控釋[13]、氣敏材料[9]、光催化材料[14]等眾多領(lǐng)域都有應(yīng)用。尤其應(yīng)用在能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)材料上時(shí)，它能使電池或電容器的比容量[15]和倍率性能更高[16]，循環(huán)性能更好[17]。

本文將綜述過渡金屬化合物多殼空心球的不同制備方法，討論其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用以及它們所表現(xiàn)出的優(yōu)異性能。

1 過渡金屬化合物多殼空心球的 制備

制備過渡金屬化合物多殼空心球主要有兩種方法：模板法和無模板法。模板法又包括硬模板法和軟模板法，其中硬模板法在制備過渡金屬化合物多殼空心球中應(yīng)用普遍。

1.1 硬模板法制備過渡金屬化合物多殼空心球

制備過渡金屬化合物多殼空心球最常用的硬模板是糖經(jīng)水熱反應(yīng)所制備的碳球[18-19]。Ma[12]和Wang[20]等均以碳球?yàn)槟０宸謩e制備了單殼、雙殼、三殼的ZnO 空心球，不同的是Ma 等在實(shí)驗(yàn)過程中通過控制加熱速率來控制產(chǎn)物形貌，其合成機(jī)理如圖1 所示。反應(yīng)開始時(shí)，碳球形成并吸附部分金屬 離子分散在其內(nèi)部，為多殼結(jié)構(gòu)的形成奠定基礎(chǔ)。在不同煅燒條件下形成單殼介孔ZnO 空心球、雙殼介孔ZnO 空心球和三殼介孔ZnO 空心球。而Wang等通過控制鋅前體溶液的濃度進(jìn)而控制殼層數(shù)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，所使用的煅燒溫度相對(duì)較低。Dong 等[10]則以碳球?yàn)槟０逯苽淞藛螝?、雙殼、三殼和四殼的 ZnO 空心球（圖 2）。此過程以Zn(NO3)2·6H2O 溶液作為金屬前體溶液，通過控制其濃度調(diào)控產(chǎn)物殼層數(shù)。另外，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所制備的復(fù)合微球施加以不同的加熱速率，可以控制ZnO 多殼空心球的殼間距。當(dāng)以1℃/min 的加熱速率將復(fù)合微球加熱到400℃并保持30 min 時(shí)，產(chǎn)物為四殼結(jié)構(gòu)，最外兩層殼間距比較小，約0.04 μm，這種形貌的ZnO 在所有產(chǎn)物中表面積最大，應(yīng)用在染料敏化太陽能電池中時(shí)性能最好。

鈷、鈦、鐵等過渡金屬化合物也可用來制備多殼空心球。Wang 等[21]以碳球?yàn)槟０澹骄苛瞬煌瑲訑?shù)Co3O4空心球的制備方法。此過程中，Co(CH3COO)2·4H2O 溶液作為金屬前體溶液，通過控制溶劑中蒸餾水和乙醇的比例來控制水合金屬陽離子的半徑，進(jìn)而達(dá)到控制其擴(kuò)散速率的目的，經(jīng)煅燒之后得到單殼、雙殼、三殼和四殼Co3O4空心球。除此之外，TiO2[22]、WO3[23]、CoFe2O4[13]等的多殼空心結(jié)構(gòu)也可以用碳球作模板來制備。除碳球可作硬模板外，Chaudhuri 等[24]以硫代硫酸鈉為硫源制備硫納米粒子，并將其作模板制備了雙殼ZnS-Ag2S 空心球。Zeng 等[25]用聚苯乙烯-二乙烯基苯球作模板制備了四殼TiO2空心球，由外到內(nèi)殼半徑依次為1.7μm、0.7μm、0.37μm、0.18 μm。

圖1 不同煅燒條件下分層多殼ZnO 介孔空心球的合成機(jī)理[12]

圖2 單殼、雙殼、三殼和四殼Co3O4 空心球SEM 及TEM 圖[10]

1.2 軟模板法制備過渡金屬化合物多殼空心球

1.2.1 溶劑熱法

軟模板法制備多殼空心球過程中，表面活性劑聚集體常用來作軟模板。Wang 等[26]以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作軟模板，通過溶劑熱法制備不同殼層數(shù)的 Co3O4空心球。當(dāng) PVP 濃度為 0.05～0.08g/mol 時(shí)產(chǎn)物為單殼結(jié)構(gòu)，其平均直徑約為1.5μm；PVP 濃度為0.09～0.12g/mol 時(shí)產(chǎn)物為雙殼結(jié)構(gòu)，其內(nèi)、外殼平均直徑大約為720nm 和2μm；當(dāng)PVP 濃度增加到0.12～0.15g/mol 時(shí)產(chǎn)物為三殼結(jié)構(gòu)，其外殼的平均直徑約為3μm。而當(dāng)多殼產(chǎn)物的最內(nèi)層體積極小時(shí)，最內(nèi)層有變成實(shí)心核的趨勢(shì)。Han 等[11]則用聚乙二醇400（PEG-400）和蒸餾水作溶劑，經(jīng)過溶劑熱過程制備了雙殼CeO2空心球，其中PEG-400 起到了軟模板和封端劑的作用。實(shí)驗(yàn)還探究了反應(yīng)時(shí)間、PEG-400 與水的體積比以及溶劑熱溫度不同時(shí)，對(duì)產(chǎn)物的形貌演化產(chǎn)生的影響?？刂品磻?yīng)時(shí)間不同時(shí)，產(chǎn)物形貌不同：當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為40 min 時(shí)，直徑為90 nm 的球狀物逐漸形成；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)至2h 時(shí)，產(chǎn)物為核-殼結(jié)構(gòu)；反應(yīng)時(shí)間為5h 時(shí)，形成空心結(jié)構(gòu)，第一層殼也開始形成；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)至10h 時(shí)，則形成雙殼CeO2空心球。

1.2.2 兩步法

在軟模板法中，兩步法常用來制備多種過渡金屬化合物的多殼空心球，與上述一步溶劑熱法不同，兩步法在實(shí)驗(yàn)過程中首先制備乙醇酸金屬鹽，然后將其作為前體進(jìn)行煅燒制得金屬化合物多殼空心球。Zhang 等[27]以PVP 和乙二醇（EG）形成的微乳液作軟模板，通過兩步法制備了ZnMn2O4球包球空心結(jié)構(gòu)。首先，乙酸鋅和乙酸錳在微乳液中水解、170℃回流90min，得到ZnMn-乙醇酸鹽空心球；然后這些金屬乙醇酸鹽空心球在空氣中高溫退火，經(jīng)熱驅(qū)動(dòng)收縮過程得到獨(dú)特的ZnMn2O4球包球空心微球，如圖3 所示。產(chǎn)物的形成受到ZnMn2O4結(jié)晶等過程中有機(jī)物的氧化分解時(shí)產(chǎn)生的收縮力和黏附力的影響。Li 等[28]用兩步法，以MnCo-乙醇酸鹽作為前體，通過控制加熱速率制備出了不同形貌的MnCo2O4微球。當(dāng)加熱速率為0.5℃/min 時(shí)產(chǎn)物為介孔球；當(dāng)加熱速率為1℃/min 時(shí)產(chǎn)物為空心球；當(dāng)加熱速率為2℃/min 時(shí)產(chǎn)物為蛋黃-殼結(jié)構(gòu)；當(dāng)加熱速率為5℃/min 時(shí)產(chǎn)物為殼-殼結(jié)構(gòu)；當(dāng)加熱速率為7 ℃/min 時(shí)產(chǎn)物為蛋黃-雙殼結(jié)構(gòu)。

圖3 ZnMn2O4 球包球空心結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理[27]

另外，制備過渡金屬化合物多殼空心球時(shí)，表面活性劑可能僅對(duì)某一層殼的形成起作用。Wang等[29]利用軟模板法制備了雙殼Cu2O 空心球，其中十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）在Cu2O 空心球第二層殼的形成過程中起作用。雙殼Cu2O 空心球形成過程如圖4 所示，反應(yīng)開始時(shí)，Cu2+被聯(lián)氨還原成Cu 納米粒子后，經(jīng)過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Cu2O 納米粒子，隨后Cu2O 納米粒子經(jīng)過聚集及Ostwald 熟化過程，形成了單殼Cu2O 空心球，隨后被用作模板；CTAB 分子吸附在表面形成一層甚至多層，Cu2+和Br-之間的靜電作用使它們形成了Cu-Br 鍵，隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，CTAB 的親水基團(tuán)和溶液之間的Cu2+逐漸增多，隨后這些Cu2+又轉(zhuǎn)化為Cu2O，經(jīng)由Ostwald 熟化過程形成雙層Cu2O 空心球。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)證明CTAB 的濃度對(duì)產(chǎn)物的尺寸并沒有影響。

軟模板法不僅局限在制備過渡金屬化合物多殼空心球中，在非金屬氧化物方面也有很大的應(yīng)用潛力。本文作者課題組用軟模板法制備了不同殼層數(shù)的囊泡狀SiO2[30]，用雙十二烷基二甲基溴化銨（DDAB）與CTAB 的混合物形成的聚集體作模板，合成了SiO2多層囊泡。根據(jù)加入的DDAB/CTAB摩爾比變化推測(cè)出機(jī)理如圖5 所示。DDAB 的量會(huì)影響DDAB/CTAB 復(fù)合模板的堆積參數(shù)P[31]，進(jìn)而影響所制備囊泡的層數(shù)：DDAB 較少時(shí)制得層數(shù)為6～7 層的囊泡；反應(yīng)在高摩爾比下操作時(shí)，便得到層數(shù)分別為3～4 層和2～3 層的囊泡。最終，經(jīng)過硅源（TEOS）的水解和凝聚及之后的煅燒去除有機(jī)模板部分，合成了多層的囊泡狀介孔SiO2。

1.3 無模板法制備過渡金屬化合物多殼空心球

目前，人們已用模板法制備了一系列不同過渡金屬化合物的空心結(jié)構(gòu)，模板法有其自身的優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)，目標(biāo)產(chǎn)物越復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)過程也就越復(fù) 雜[32]。因此，無模板法引起了人們高度關(guān)注。

Ma 等[33]在不使用模板的情況下，通過溶劑熱法制備出了雙殼的Cu2O 空心球，解釋了產(chǎn)物的形成機(jī)理，并分析了不同階段產(chǎn)物的形貌，即水熱反應(yīng)的時(shí)間與產(chǎn)物的形貌有密切關(guān)系：當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為30 min 時(shí)，得到表面粗糙的球狀物；反應(yīng)時(shí)間為70 min 時(shí)，得到磚紅色懸浮物；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)至100 min 時(shí)，制備的產(chǎn)物是一個(gè)球包裹著一團(tuán)直徑約為500 nm 的不規(guī)則粒狀團(tuán)聚物；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步增加到7h 時(shí)，產(chǎn)物為界限明確的雙殼空心球。Wu 等[34]通過水熱法制備出了具有介孔結(jié)構(gòu)的多殼α-Fe2O3空心球，此過程省去了復(fù)雜難控的升溫過程，實(shí)驗(yàn)中通過控制組氨酸與Fe(NO3)3·9H2O 溶液的質(zhì)量比來控制產(chǎn)物的形貌。此外，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：組氨酸和NO3-都會(huì)對(duì)α-Fe2O3多殼空心球的制備產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)用精氨酸和Cl-分別替換組氨酸和NO3-時(shí)，都會(huì)使產(chǎn)物的形貌發(fā)生變化。

圖4 雙殼Cu2O 空心球形成過程機(jī)理[29]

圖5 介孔SiO2 的合成機(jī)理[28]

2 過渡金屬化合物多殼空心球的 應(yīng)用

2.1 鋰離子電池

鋰離子電池是一種二次電池，過渡金屬化合物多殼空心球的獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其在鋰電池的應(yīng)用中有極大的優(yōu)勢(shì)。Zhang 等[15]將碳涂層的CoMn2O4三殼空心球用作鋰電池陽極材料，并對(duì)其進(jìn)行了鋰存儲(chǔ)性能的測(cè)試，測(cè)得其在電流密度為200 mA/g 時(shí)，比電容高達(dá)726.7 mA·h/g，并且在200 次充放電循環(huán)之后其容量保留率約為100%。圖6 測(cè)試證明三殼空心球比容量高、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能好。碳涂層增強(qiáng)了多殼空心結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在電池充放電過程中鋰離子嵌入和脫嵌會(huì)使多殼空心結(jié)構(gòu)的體積產(chǎn)生變化，與單殼結(jié)構(gòu)相比，其獨(dú)特的多殼空心結(jié)構(gòu)能夠減緩這一體積變化產(chǎn)生的壓力。Zhou 等[17]則將α-Fe2O3多殼空心球作為鋰電池陽極材料，并用循環(huán)伏安法和恒電流充放電循環(huán)對(duì)其儲(chǔ)鋰性能進(jìn)行了測(cè)試，其具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。在電流密度為50 mA/g 的條件下，測(cè)得其充放電容量分別為1067 mA·h/g 和1443 mA·h/g，并具有高達(dá)約1200 mA·h/g 的可逆容量。Xu 等[35]將多殼α-Fe2O3空心球作為鋰離子電池材料，結(jié)果也顯示了其優(yōu)異的循環(huán)性能、良好的穩(wěn)定性，并測(cè)得在電流密度為50 mA/g 的條件下其可逆容量高達(dá)1702 mA·h/g。

過渡金屬化合物多殼空心球作為鋰離子電池電極材料，能夠在一定程度上提高鋰離子電池的電性能，這歸功于它所具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：過渡金屬化合物多殼空心球具有較多的儲(chǔ)鋰位點(diǎn)；獨(dú)特的多殼結(jié)構(gòu)以及孔隙度增加的殼會(huì)使電解質(zhì)與多殼空心結(jié)構(gòu)接觸面積增加，使鋰離子和電子有更多的擴(kuò)散路徑，從而使其倍率性能更好[16]；適宜的內(nèi)部空腔能更好地調(diào)試電極的結(jié)構(gòu)與體積變化，進(jìn)而提高循環(huán)穩(wěn) 定性[36]。

2.2 染料敏化太陽能電池

染料敏化太陽能電池（DSSCs）的原材料和生產(chǎn)工藝污染小，部分材料可回收，對(duì)保護(hù)人類環(huán)境具有重要的意義，有望取代傳統(tǒng)的硅太陽能電 池[37]。目前，在DSSCs 中，過渡金屬化合物多殼空心球被認(rèn)為是有前途的光電陽極材料。Dong 等[10]將多殼ZnO 空心球用作DSSCs 光電陽極材料，并對(duì)其性能進(jìn)行了研究，研究表明，增加殼數(shù)目和殼間距都能夠有效提高太陽能轉(zhuǎn)化效率。本實(shí)驗(yàn)過程中四殼ZnO 空心球用于DSSCs 光電陽極時(shí)，其轉(zhuǎn)化效率最高，能達(dá)到5.6%，因?yàn)樗臍nO 空心球的表面積大，反射和散射光的能力強(qiáng)。由此看來，設(shè)計(jì)與調(diào)控多殼空心球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能會(huì)為高效DSSCs 的制造創(chuàng)造新的機(jī)遇。Ke 等[38]制備了分層的TiO2空心球，相當(dāng)于多個(gè)空心球合并，屬于不規(guī)則的多殼空心結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的反射和散射入射光的能力，因此與商業(yè)用的TiO2納米粒子相比，它能夠有效地分散入射光，而且其電子壽命較長(zhǎng)，當(dāng)它作為DSSCs 光電陽極時(shí)能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)6.33 %。分層的TiO2空心球也因此成為DSSCs 光電陽極有前途的應(yīng)用材料。Wu 等[39]則將雙殼TiO2空心球作為DSSCs 光電陽極材料，并從不同的方面對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試，研究結(jié)果表明電池的轉(zhuǎn)化效率增加了19 %。因?yàn)殡p殼TiO2空心球具有優(yōu)越的光散射性能，如圖7 所示，當(dāng)雙殼TiO2空心球的內(nèi)球具有適當(dāng)?shù)闹睆綍r(shí)，則在其內(nèi)部就會(huì)對(duì)光有多個(gè)反射，進(jìn)而增加光俘獲效率，并且相對(duì)于P25 納米粒子，其對(duì)光的吸收更好。綜上所述，過渡金屬化合物多殼空心球的獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其具有很強(qiáng)的反射和散射光的能力，在DSSCs 的應(yīng)用中能夠發(fā)揮自身結(jié)構(gòu)帶來 的優(yōu)越性。

圖6 碳涂層的CoMn2O4 三殼空心球的儲(chǔ)鋰性能[15]

圖7 光路圖[37]

2.3 超級(jí)電容器

超級(jí)電容器是一種新型儲(chǔ)能裝置，具有充電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。氧化錳具有比電容高、環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn)[40]，所以在超級(jí)電容器的制造中應(yīng)用價(jià)值極高，但是普通錳的氧化物作為超級(jí)電容器材料也有一定的缺點(diǎn)[41]：表面積小導(dǎo)致比電容低、功率密度低、循環(huán)一定次數(shù)之后電容會(huì)減小。若改變錳的氧化物的結(jié)構(gòu)，則可避免這些缺點(diǎn)。Wang 等[42]制備了多殼Mn2O3空心球，并將其應(yīng)用在了超級(jí)電容器電極材料中，隨后又對(duì)其進(jìn)行了一系列的測(cè)試。在2000 次連續(xù)充放電循環(huán)之后，電容仍為1517F/g，僅減少了7.8 %，而作為對(duì)比的以Mn2O3納米顆粒為電極材料的超級(jí)電容器電容只有376.5F/g，減少了35.3 %。與一般的Mn2O3納米顆粒相比，用多殼Mn2O3空心球作電極材料會(huì)表現(xiàn)出更好的循環(huán)穩(wěn)定性。另外，多殼Mn2O3空心球應(yīng)用在超級(jí)電容器電極上時(shí)，其比電容高達(dá)1651F/g，同時(shí)也具有優(yōu)異的倍率性能。Wang 等[16]將制備的多殼Co3O4空心球應(yīng)用于超級(jí)電容器的電極材料，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)電解液的滲透，同時(shí)還能為感應(yīng)電流的反應(yīng)提供更多的反應(yīng)位點(diǎn)，因此使得超級(jí)電容器具有比電容高、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn)。在電流密度分別為2A/g、10A/g 的條件下，比電容分別高達(dá)394.4F/g和360F/g。Yang 等[43]用不同殼層數(shù)的NiO 空心球作為超級(jí)電容器的電極材料，并進(jìn)行了循環(huán)伏安測(cè)試和恒電流充放電測(cè)試，測(cè)得雙殼NiO 空心球的表面積比其他形貌產(chǎn)物的表面積大，其電化學(xué)性能最好：在0.5A/g 的電流密度下，電容量高達(dá)0.5A/g；在1000 次連續(xù)充放電循環(huán)之后，比電容仍保持在90 %以上。如圖8 所示，經(jīng)循環(huán)伏安測(cè)試雙殼NiO空心球具有相對(duì)較高的響應(yīng)電流和比電容。

2.4 傳感器

傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國(guó)防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域中。Lai 等[44]在乙醇存在的條件下，分別對(duì)雙殼、三殼和四殼α-Fe2O3空心球進(jìn)行了氣敏性能的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電阻對(duì)乙醇的靈敏度隨著α-Fe2O3空心球殼層數(shù)的增加而增加。這是因?yàn)闅訑?shù)越多，其能夠提供的比表面積越大，使其能夠接觸更多的氣體分子，因此在氣體檢查應(yīng)用上具有一定潛力。Hu 等[9]在同一溫度下對(duì)不同形貌的ZnO 進(jìn)行了氣敏性能測(cè)試，與ZnO 納米棒和空心結(jié)構(gòu)相比，雙殼ZnO 空心結(jié)構(gòu)對(duì)甲醛氣體的靈敏度更高。Wang 等[20]也對(duì)不同殼層數(shù)的ZnO 空心結(jié)構(gòu)做了類似的測(cè)試（圖9），結(jié)果表明：在最佳溫度下，CO、H2S、C2H2、C2H4對(duì)傳感器影響較小，三殼結(jié)構(gòu)相對(duì)甲醛氣體的響應(yīng)較明顯；同時(shí)三殼結(jié)構(gòu) 明顯增強(qiáng)了傳感性能，當(dāng)暴露在5～200 μL/L 的甲醛環(huán)境中時(shí)，三殼結(jié)構(gòu)的響應(yīng)值比雙殼結(jié)構(gòu)高1.5倍，比單殼結(jié)構(gòu)高3～4 倍。三殼結(jié)構(gòu)甚至還可以對(duì)50 μL/L 以下的甲醛產(chǎn)生響應(yīng)，其恢復(fù)時(shí)間也非 常短。

圖8 5 mV/s 的掃描速率下單殼、雙殼、三殼NiO 空心球的循環(huán)伏安曲線[41]

圖9 不同殼層數(shù)的ZnO 空心結(jié)構(gòu)傳感器對(duì)氣體的響應(yīng)[18]

2.5 其他領(lǐng)域

過渡金屬化合物多殼空心球不僅應(yīng)用在上述幾個(gè)領(lǐng)域，其他領(lǐng)域中也有涉及。Zeng[25]和Liu[45]等分別將制備的多殼TiO2空心球和多殼α-Fe2O3空心球應(yīng)用在光催化中，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩者均可顯著提高光催化活性。過渡金屬化合物多殼空心球也常用于廢水處理，Cao 等[46]制備了雙殼Mn2O3空心球，并將其用作吸附劑，能夠有效地去除廢水中的苯酚。Wang 等[32]制備的多殼Co3O4-Fe3O4空心球則能夠有效除去水中的有機(jī)污染物和重金屬污染物。本文作者課題組[47-48]制備了不同形貌的TiO2，包括球狀介孔TiO2和管狀介孔TiO2，將它們應(yīng)用在光催化降解廢水中時(shí)也取得了良好的效果。最近，Zhang等[13]制備了多殼CoFe2O4空心球并將其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，研究表明與傳統(tǒng)的固體顆粒相比，其獨(dú)特的多殼結(jié)構(gòu)在藥物控釋上具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語與展望

過渡金屬化合物多殼空心球應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在能量轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)中的應(yīng)用引起了人們極大的研究興趣。其中殼層數(shù)和殼間距對(duì)能量轉(zhuǎn)化效率和比電容等性能都有影響，因此，控制適當(dāng)?shù)臍訑?shù)和殼間距能充分發(fā)揮其最優(yōu)性能。過渡金屬化合物多殼空心球的制備方法較多，硬模板法最常用，而軟模板法和無模板法本身具有易控的特點(diǎn)，近年來也得到了更深入的研究，在制備過渡金屬化合物多殼空心球中有廣闊的發(fā)展前景。但目前過渡金屬化合物多殼空心球的可控合成中，對(duì)控制殼層數(shù)的研究比較多，而對(duì)控制殼間距的研究屈指可數(shù)，因此制備殼間距可控的過渡金屬化合物多殼空心球是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

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