【摘要】
相對于塊體材料，氧化物納米纖維憑借著其獨特的結構特性，在能源、環境的關鍵催化反應中發揮著重要的作用。最近，東南大學孫岳明、代云茜教授課題組系統地總結了氧化物納米纖維作為催化劑或催化劑載體在能源轉換和環境保護方面的應用。首先，綜述簡要總結了納米纖維的結構調控方法及基于制備氧化物納米纖維衍生物的濕法合成策略。隨后，本文系統總結了氧化物納米纖維作為新型催化劑在包括電催化、光催化和熱催化中的重要應用，并進一步匯總了氧化物納米纖維對負載型抗燒結金屬納米顆粒的有益作用，展示出在催化能源轉化和環境保護方面廣闊的應用前景。

【研究背景】 
近年來，靜電紡絲技術日益發展成熟和普及，是制備納米纖維最簡便的技術。電紡氧化物納米纖維具有耐高溫、高比表面積等顯著優點，其表面富含缺陷、扭結、臺階、氧缺陷位等特殊結構，有助于錨定納米催化劑；其獨特的三維交叉貫通的微納孔通道，可極大地提高化學反應傳質、傳熱效率；此外，氧化物纖維還可便捷地從“結構”、“組分”雙管齊下，同時在多尺度實現功能導向的按需構筑，成為納米催化劑的理想載體，受到眾多研究者的廣泛關注。

【亮點】
本文較為系統地總結了不同結構的氧化物納米纖維及其在能源轉化和環境保護中的應用，并詳細地對比了氧化物納米纖維與常見塊體材料、納米材料的優勢。進一步，總結了近期以氧化物納米纖維為前驅物，采用濕化學法“自上而下”制備零維（0D）納米顆粒、獲得特征納米晶面的合成策略。此外，綜述了基于常規的氧化物納米纖維，濕化學合成技術組裝、自下而上組裝為輕質三維（3D）多級孔塊體的最新進展。基于1D納米纖維衍生的新型納米材料，0維顆粒、2維多孔膜、3維體塊的新型納米材料的近期工作，從0維、1維、2維到3維的維度上進行了較為新穎的總結。

此外，利用氧化物納米纖維熱穩定性優良的優勢，作為貴金屬納米催化劑載體，提高抗燒結性能。本文列舉了利用氧化物納米纖維提高金屬納米催化劑抗燒結性能的2類策略及特色體系：（1）物理限域，設置物理屏障，阻止Pt納米顆粒的遷移、燒結。（2）能量壁壘，通過減小驅動力來降低整個系統的表面自由能或消除化學勢的差異來穩定催化劑顆粒。前者主要是利用貴金屬納米顆粒與兩種不同的氧化物之間的粘附能的差異建立起能量壁壘，減緩燒結；而消除化學勢的差異則是通過設計具有均勻表面的納米纖維作為載體，使得貴金屬納米粒子與載體的粘附能均一化，從而達到消除臨近催化劑顆粒的化學勢差異，減緩其燒結的目的。

【展望】
氧化物納米纖維憑借其高比表面積、高孔隙率、高長徑比等結構特色在能源、環境催化領域獲得廣泛的關注和研究。特別地，它們天然的網絡結構使固體反應物極易被物理捕獲，從而提高反應物與催化劑的接觸效率；纖維間的孔隙和貫通的3D通道使反應的傳質效率顯著提高；自支撐氧化物納米纖維容易集成到連續流系統中，從而避免分離過程。近期，進一步在增韌、增強、宏量制備等方面取得新的突破，將極大地推動氧化物納米纖維的發展。

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