1. 研究目的与意义（文献综述）
分级结构纳米材料因其多层次，多组分，多维度的耦合作用，使其具备了独特的物理、化学性质，从而在二次电池[1]、催化[2]、超级电容器[3]、太阳能电池[4]等领域，都表现出极大的应用前景。因此，从方法学上合理设计、构筑分级纳米结构能够进一步推动这些领域未来的发展。目前，已经有多种方法被用于合成分级纳米结构且在多个领域得到了应用，其中主要有模板法[2]，自组装法[5]，离子交换法[6-7]，二次结晶法[8]等。如liang等人通过sio2纳米球簇作为模板，经过芳族有机物的聚合与热解，再用酸刻蚀去除sio2后得到了分级氮掺杂的碳层结构，其表现出了优异的氧还原催化性能[2]。a. magasinski等人在si和c的分步化学气相沉积条件下，得到的枝状si/c复合物进一步通过自组装形成si/c分级纳米球结构，其分级结构能够显著提高材料的导电性能，作为锂离子电池负极展现出了1950 mah·g-1的比容量[5]。zhou等人通过阴离子交换法将moo3-eda纳米线转化为分级纳米片组装的mos2纳米管，与普通mos2相比，其光生电流密度提高近9倍[6]。liu等人通过调节不同的有机胺的碳链长度来控制zno进行二次成核生长，得到了各种不同形貌的分级zno结构[8]。
尽管通过这些方法合成的分级纳米结构都展现出潜在的应用价值，但这些方法仍存在一定的缺陷，如步骤复杂，调控过程难，耗能高，适用范围少等。因此，发展一种简单快速、温和、适用性强的分级结构纳米材料的合成方法对推动分级纳米结构的可控制备以及在应用领域的发展具有重要的意义。
钒酸盐简单纳米材料（纳米线[9-11]、纳米带[12]、纳米片[13-15]）已经被广泛研究并合成，具有作为前驱体进一步构筑复杂分级纳米结构的优势。在合成的钒酸盐简单纳米结构的基础上，利用钒与另一金属元素的酸碱溶解性的差异，用碱或者酸将钒元素去除，剩下另一金属元素。通过调控刻蚀剂的量、溶剂的种类、前驱体与刻蚀剂的比例等因素，来调控钒刻蚀的速率和另一元素扩散、再次成核生长的速率，得到复杂的分级纳米结构。该方法具有广泛的普适性，同时简单、温和，并具有应用到多个领域的潜力，为复杂纳米材料的可控制备奠定一定的基础。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备：利用水热等方法制备钒酸盐前驱体；通过不同ph的酸碱溶液对钒酸盐前驱体进行钒刻蚀得到分级纳米结构的金属氧化物。
材料表征：对合成的分级纳米结构金属氧化物进行结构和电化学性能表征，通过sem、tem、xrd、xps、raman、eds等表征手段对其形貌结构和元素构成进行分析，并采用cv、充放电测试等电化学测试技术对其二次电池或者电催化性能进行系统评估。
3. 研究计划与安排
3．进度安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第3－8周：按照设计方案，制备feox、niox、mnox分级纳米结构。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] gao x, li g, xu y, et al. tio2 microboxes with controlledinternal porosity for high-performance lithium storage[j]. angewandte chemieinternational edition, 2015, 127:14539-14543.
[2] liangh w, zhuang x, brüller s, et al. hierarchically porous carbons with optimized nitrogendoping as highly active electrocatalysts for oxygen reduction[j]. naturecommunications, 2014, 5:4973-4973.
[3] mai lq, yang f, zhao y l, et al. hierarchical mnmoo4/comoo4 heterostructurednanowires with enhanced supercapacitor performance[j]. nature communications,2011, 2:503-507.
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