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青年教师纪律律在国际高水平期刊《Science China Materials》（影响因子：8.3），《Chemistry of Materials》（影响因子：9.8）和《Science Bulletin》（影响因子：11.8）上以第一作者发表系列文章，报道了复杂空心结构微纳米材料的设计合成及其在催化和储能领域的应用研究，并登载在X-MOL资讯的公众号中。
空心结构微纳米材料具有低密度、高表面积/体积比、高负载容量、及有利于传质扩散等特点，在能量存储与转化、催化、载药、环境治理等领域具有广泛用途。近年来，复杂空心结构的构建和应用是国际上的研究热点。与简单空心结构（如空心球、空心管等）相比，合理提高空心结构的复杂性将带来独特的结构和性能优势，但同时复杂空心结构的设计构建则更具难度和挑战性。
基于类普鲁士蓝材料组成和结构的可调控性，作者利用类普鲁士蓝作为前驱体，通过选择性外延生长/化学刻蚀–磷化处理策略设计合成具有复杂纳米框架结构的过渡金属磷化物。在第一项研究中（Sci. China Mater. 2021, DOI: 10.1007/s40843-021-1743-7），作者发现钴铁类普鲁士蓝前驱体生长受到温度调控，伴随反应温度从5℃升高到35℃，产物结构由实心纳米立方体转变为空心纳米框架，研究发现纳米结构的转变与纳米立方体棱角位置的选择性外延生长相关，升高反应温度将触发前驱体分子内的电子转移并诱导结构转变，所制备的钴铁磷化物纳米框架表现出优异的电催化析氧活性。在另一项研究中（Chem. Mater. 2021, 33, 9165），作者利用镍钴类普鲁士蓝作为前驱体，采用选择性化学刻蚀–磷化处理策略设计合成了一种Ni2P-Co2P异质结纳米框架催化剂用于高效电催化析氢、析氧以及全水解，通过系统的实验和理论计算相结合，揭示了Ni2P-Co2P异质结调控优化催化剂本征析氢活性的机理，并明晰了纳米框架在提升催化活性位点数目和传质扩散方面的结构优势。
传统硬模板法是构建空心结构最普适的策略，可根据应用需求对空心结构进行设计调控，但是该策略存在模板制备、材料包覆和模板去除等多个繁琐分步骤。针对传统硬模板法的局限性，作者思考能否调控反应顺序和进程实现模板制备、材料包覆和模板去除这三个分步骤在同一反应空间内有序的先后启动，例如硬模板首先快速反应形成，接着目标材料（或前驱体）开始在模板表面包覆，并能原位产生刻蚀剂去除内部模板。如此，这种集成化的硬模板法（或称为集成硬模板法）将突破传统硬模板法的局限，有效简化空心结构的制备流程。在第三项研究中（Sci. Bull. 2021, DOI: 10.1016/j.scib.2021.10.008），作者基于金属有机框架ZIF-8和葡萄糖的水热特性首次报道了一种独特的“集成硬模板法”用于制备复杂三维空心枝化结构碳材料，其作为电极材料或基底电极（导电载体）时均表现出优异的超级电容器性能。
上述研究得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和中国博士后科学基金的资助和支持。
论文链接：
//doi.org/10.1007/s40843-021-1743-7
//doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c02609
//doi.org/10.1016/j.scib.2021.10.008
