對于催化材料本身來說，最主要的就是材料的形貌，畢竟結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。有了好的形貌，材料的性能自然差不了。晚上我也想來點清淡的安安神，也不想一天看兩篇純理論文章。就這樣吧，開一個小坑，睡前更新。

七月底新登載的一篇Nature（小聲逼逼：這年頭Nature那么好發(fā)的嘛......）

無機材料因為其豐富而特殊的形貌，往往具有及其廣泛的應(yīng)用價值，例如光電、鋰電、電催化、吸波等等。現(xiàn)在我們可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物溶液的物料添加來改變無機沉淀物的一維、二維、三維形貌。

（一）傳統(tǒng)方法：

在傳統(tǒng)控制形貌的方法中我們通常采用添加表面活性劑或是封裝劑的方法來控制無機物形貌。通過添加表面活性劑或是封裝劑使得它們和沉淀物相結(jié)合，在沉淀過程中抑制某一部分的生長，從而使其在未封裝的表面結(jié)晶，進而達到控制晶體形貌的作用。

真巧，我還真稍微看過一點有關(guān)表面活性劑和封裝劑的實際應(yīng)用。

但表面封裝劑缺點就在于它在脫離沉淀表面的過程中極易留下殘留，反過來又對材料造成影響材料的性能，可能會影響催化材料的活性位點，進而影響。這一點竟然能引起我的共鳴！我就被封裝劑的殘留坑去了幾天的時間......

為了降低材料制造的成本，減少加工步驟，讓材料的推廣更加暢通，無添加物的可控形貌合成方法必然是無機材料的未來研究走向。以前也有過無添加調(diào)節(jié)劑而控制晶格生長的例子。當(dāng)成核發(fā)生在一個表面上時，成核和晶格生長都可以通過調(diào)整基底來引導(dǎo)。Win Noorduin和他的同事最近結(jié)合了對局部過飽和的控制，并利用碳酸鈣的多態(tài)性質(zhì)以及由此導(dǎo)致的基底質(zhì)和晶格核之間的不匹配性，來控制BaCO3在不同碳酸鈣基質(zhì)上的成核和生長。通過連續(xù)的步驟生成了各種形狀；在另一項研究中，又有報告說，通過增加用作前體物的硝酸鋅濃度，沉積在硅襯底上生長的ZnO結(jié)構(gòu)可以從棒調(diào)整到盤狀。反應(yīng)期間會生成大量的氫氧根離子，這些氫氧根離子會在氧化鋅生成的時候吸附在ZnO的<0001>晶體平面上表面，從而阻礙晶體沿棒軸生長，進而傾向于沿<2110>方向側(cè)向生長，形成ZnO盤。

（二）本文創(chuàng)新的方法

當(dāng)原子核接近成核臨界濃度時，再向反應(yīng)體系中添加反應(yīng)物，就可以讓沉淀聚集在現(xiàn)有的物質(zhì)上或是粒子另外形成新核然后結(jié)晶體生長。我眼瞅著這不是小俊哥合成納米帶的思路嘛，看來我當(dāng)時的理解還是蠻到位的哈。

但由于沉淀這一過程發(fā)生得過快，我們很難控制對兩種成核原因的選擇來調(diào)節(jié)形貌（我找到合成失敗的借口了，hhh）。所以，本文作者就創(chuàng)新般地調(diào)節(jié)了沉淀前體物的電離和過飽和的狀態(tài)來達到不添加形貌控制劑就能合成相應(yīng)材料的方法。

在目前的研究中,通過選擇最合適的成核和粒子增長的動力學(xué)參數(shù)，可以精確調(diào)節(jié)通過反應(yīng)物前體解離濃度(α)的釋放,促進各向同性或各向異性的晶體生長。不充分的離子前體解離(很小的α值)，例如NH4HF2 和 NH4OH，會緩慢釋放反應(yīng)離子然后讓他們自由地去尋找結(jié)晶位點，從而各向異性的一維或二維形態(tài)。將前驅(qū)體濃度調(diào)整為具有低或高過飽和度(S)，可分別得到一維(棒狀)或二維(片狀)材料。過飽和程度越低，核的數(shù)量就越少，形成速度也就越慢，從而有利于晶體緩慢生長成棒狀或線狀。 其中，多相成核(在現(xiàn)有核上生長)比均相成核(從溶液中生成新核)更容易形成。因此，根據(jù)熱力學(xué)控制的過程，材料往往沿著能量低的首選的一維方向生長；在較高的過飽和狀態(tài)下，而會發(fā)生均相成核，形成更多的核。這些核可以在動力學(xué)控制的過程中發(fā)散生長。

相比之下，高解離前體(高α值在1，例如氟化鈉、氫氧化鈉等)，釋放離子快速、足量導(dǎo)致快速沉淀為三維形態(tài)。在這種情況下，所有被釋放的離子都經(jīng)歷成核過程，而不是吸附在現(xiàn)有的核上生長。核通過現(xiàn)成粒子的附著生長而相互凝聚成三維形態(tài)。而在高過飽和濃度下，由于粒子的定向程度較低，甚至是隨機附著，它們往往會形成球體，形成不規(guī)則的粒子。 較高過飽和度值可以生長所有的面，甚至包括通常被排除在外的高能表面。通過制備尺寸可控的氫氧化物、碳酸鹽和氟化物，說明了該方法的通用性。此外，還探討了該合成策略在調(diào)整用于能量轉(zhuǎn)換和存儲的無機電極材料形貌方面的應(yīng)用前景。為了說明無機電極材料的尺寸與它們在這些應(yīng)用中的性能之間的關(guān)系，?結(jié)果表明，當(dāng)Co(NO3)2與NaF溶液的混合物為棒狀Co(OH)2析出物時，水溶液的析氧反應(yīng)具有較好的電催化性能，而不是分別由NH4OH溶液中的Co(NO3)2和NaOH溶液中的CoCO3組成的兩或三維形態(tài)。?

由Ba(NO3)2和NH4HF2混合溶液制備的BaF2的二維形貌也表明，BaF2對水氧還原反應(yīng)的電催化性能較好，而不是一維或是三維空間的那種對應(yīng)物每一個都是由具有相同前體的低飽和溶液和相同濃度的溶液合成的包括NaF而不是NH4HF2。這里所采用的方法表明，對前驅(qū)體溶液的簡單調(diào)整使沉淀過程朝著各向同性或各向異性形態(tài)中材料的生長方向發(fā)展。

說句實在話，原理我是懂了，但也沒個實際合成操作能給我看看的哈......

就這樣，擺了個白！