DOI: 10.1007/s42765-022-00177-0

近年来，一维（1D）氧化物纳米纤维引起了人们的广泛关注，但仍受到难以扩展到2D或3D维度的阻碍。在此，研究者通过单喷丝头静电纺丝方法简便制备了具有有趣芯-鞘结构的超薄CeO2/SiO2纳米纤维，随后将其集成为2D纳米纤维垫和3D海绵。引入二次氧化物（即SiO2）可以诱导独特的精细结构并进一步抑制CeO2纳米晶体的烧结，使所得的双氧化物纳米纤维具有高孔隙率、良好的柔性和富氧缺陷。受益于芯鞘结构和双氧化物成分，CeO2/SiO2纳米纤维在600℃下烧结时可以稳定2.59nm-Pt簇。一旦组装成2D垫，该纳米纤维可以有效地将烟尘氧化温度降低63℃。此外，芯-鞘CeO2/SiO2纳米纤维可以通过气体发泡很容易地与石墨烯纳米片集成到3D海绵中，对罗丹明B分子的吸附能力为218.5mg/g。总体而言，本工作揭示了氧化物纳米纤维在清洁能源利用和低碳发展方面的广泛应用。

图1.a）CeO2、b）3%CeO2/SiO2、c）8%CeO2/SiO2和d）13%CeO2/SiO2纳米纤维的TEM照片。e）3%芯-鞘CeO2/SiO2纳米纤维的HAADF-STEM图像，以及f）Ce、g）Si和h）O的相应元素映射图像，i）沿黄线标记的方向进行元素线扫描。a-h中的比例尺为100nm。j）CeO2/SiO2纳米纤维中有趣芯-鞘结构的形成机理

图2.经500℃煅烧后，（i）CeO2、（ii）3%CeO2/SiO2、（iii）8%CeO2/SiO2和（iv）13%CeO2/SiO2纳米纤维的a）XRD图谱、b）拉曼光谱、c）FTIR光谱和d）BJH吸附

图3.a-i）在空气中于500℃和600℃下煅烧前后，负载在3%、8%和13%CeO2/SiO2纳米纤维上的Pt簇的TEM图像。a-i中的比例尺为20nm。j）芯-鞘CeO2/SiO2纳米纤维稳定Pt团簇的优异性能示意图

图4.a）在Pt/3%CeO2/SiO2催化剂存在下，用NaBH4还原对硝基苯酚的时间依赖性紫外-可见光谱。b）由经500℃和600℃煅烧前后的Pt/3%CeO2/SiO2催化还原过程中对硝基苯酚的标准化浓度变化。c）动力学常数（kc，L·g-1·s-1）与热处理温度的关系图

图5.a）3%CeO2/SiO2纤维毡的SEM图像。b）存在CeO2、3%CeO2/SiO2、8%CeO2/SiO2和13%CeO2/SiO2纳米纤维时的烟尘转换。c）制备的CeO2/SiO2纳米纤维的T50，以及与最近报道的CeO2基纳米催化剂的比较。d）CeO2/SiO2纤维毡上的烟尘转换示意图

图6.a）3D海绵的制备过程示意图。b）3D海绵的SEM图像。插入照片显示了GO/CeO2/SiO2海绵的3D形状。c）吸附前后含RhB的水的光学照片。d）在GO/CeO2/SiO2海绵存在下吸附24h后RhB的吸光度。e）RhB吸附容量与先前报道的吸附剂的比较