Intricate Hollow Structured Materials： Synthesis and Energy Applications

doi:10.7503/cjcu20220689

Abstract

Abstract:

The increasing energy demand makes it necessary to develop novel multifunctional materials to meet the requirements of energy storage and conversion. Among various functional materials， intricate hollow structured materials have received extensive attention due to their unique structure and physicochemical properties. In this review， the synthesis strategies and energy applications of intricate hollow structured materials are summarized. The synthesis strategies are mainly divided into five categories： hard templating， soft templating， self-templating， sequential templating and selective etching methods. The applications of intricate hollow structures include lithium-/sodium-/potassium-ion batteries， lithium-sulfur batteries， supercapacitors， electrocatalysis， photocatalysis and dye-sensitized solar cells. Finally， the existing problems and future research directions for intricate hollow structures are discussed.

Key words: Intricate hollow structure, Template, Energy storage, Energy conversion

CLC Number:

O611

TrendMD:

WU Yucai, DU Huan, ZHU Jiexin, XU Nuo, ZHOU Liang, MAI Liqiang. Intricate Hollow Structured Materials： Synthesis and Energy Applications[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(1): 20220689.

Figures/Tables 20

References 154

1	Wang G.， Lu Z. L.， Li Y.， Li L. H.， Ji H. F.， Feteira A.， Zhou D.， Wang D. W.， Zhang S. J.， Reaney I. M.， Chem. Rev.， 2021， 121（10）， 6124—6172
2	Duffner F.， Kronemeyer N.， Tubke J.， Leker J.， Winter M.， Schmuch R.， Nat. Energy， 2021， 6（2）， 123—134
3	Tian Y. S.， Zeng G. B.， Rutt A.， Shi T.， Kim H.， Wang J. Y.， Koettgen J.， Sun Y. Z.， Ouyang B.， Chen T.， Lun Z. Y.， Rong Z. Q.， Persson K.， Ceder G.， Chem. Rev.， 2021， 121（3）， 1623—1669
4	Li S. Q.， Wang K.， Zhang G. F.， Li S. N， Xu Y. A.， Zhang X. D.， Zhang X.， Zheng S. H.， Sun X. Z.， Ma Y. W.， Adv. Funct. Mater.， 2022， 32（23）， 2200796
5	Huang J.， Yuan K.， Chen Y. W.， Adv. Funct. Mater.， 2022， 32（4）， 2108107
6	Wu Y. C.， Wei W.， Yu R. H.， Xia L. X.， Hong X. F.， Zhu J. X.， Li J. T.， Lv L.， Chen W.， Zhao Y.， Zhou L.， Mai L. Q.， Adv. Funct. Mater.， 2022， 32（17）， 2110910
7	Ma S.， Yuan G. Z.， Zhang Y.， Yang N.， Li Y. J.， Chen Q.， Energy Environ. Sci.， 2022， 15（1）， 13—55
8	Ates B.， Koytepe S.， Ulu A.， Gurses C.， Thakur V. K.， Chem. Rev.， 2020， 120（17）， 9304—9362
9	Shen R. C.， Ren D. D.， Ding Y. N.， Guan Y. T.， Ng Y. H.， Zhang P.， Li X.， Sci. China Mater.， 2020， 63（11）， 2153—2188
10	Wang B.， Ruan T. T.， Chen Y.， Jin F.， Peng L.， Zhou Y.， Wang D. L.， Dou S. X.， Energy Storage Mater.， 2020， 24， 22—51
11	Xiao M.， Wang Z. L.， Lyu M. Q.， Luo B.， Wang S. C.， Liu G.， Cheng H. M.， Wang L. Z.， Adv. Mater.， 2019， 31（38）， 1801369
12	Qi J.， Lai X. Y.， Wang J. Y.， Tang H. J.， Ren H.， Yang Y.， Jin Q.， Zhang L. J.， Yu R. B.， Ma G. H.， Su Z. G.， Zhao H. J.， Wang D.， Chem. Soc. Rev.， 2015， 44（19）， 6749—6773
13	Wang J. Y.， Tang H. J.， Wang H.， Yu R. B.， Wang D.， Mater. Chem. Front.， 2017， 1（3）， 414—430
14	Li Z.， Song M.， Zhu W. Y.， Zhuang W. C.， Du X. H.， Tian L.， Coord. Chem. Rev.， 2021， 439， 213946
15	Qiu T. J.， Gao S.， Liang Z. B.， Wang D. G.， Tabassum H.， Zhong R. Q.， Zou R. Q.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2021， 60（32）， 17314—17336
16	Mohammadian⁃Sarcheshmeh H.， Arazi R.， Mazloum⁃Ardakani M.， Renew. Sust. Energ. Rev.， 2020， 134， 110249
17	Zhu M. Y.， Tang J. J.， Wei W. J.， Li S. J.， Mater. Chem. Front.， 2020， 4（4）， 1105—1149
18	Hu W. H.， Zheng M. B.， Xu B. Y.， Wei Y.， Zhu W.， Li Q.， Pang H.， J. Mater. Chem. A， 2021， 9（7）， 3880—3917
19	Wei Y. Z.， Yang N. L.， Huang K. K.， Wan J. W.， You F. F.， Yu R. B.， Feng S. H.， Wang D.， Adv. Mater.， 2020， 32（44）， e2002556
20	Liang J.， Kou H. R.， Ding S. J.， Adv. Funct. Mater.， 2020， 31（10）， 2007801
21	Bin D. S.， Xu Y. S.， Guo S. J.， Sun Y. G.， Cao A. M.， Wan L. J.， Acc. Chem. Res.， 2021， 54（1）， 221—231
22	Xu W. J.， Qing X.， Liu S. L.， Yang D. L.， Dong X. C.， Zhang Y. W.， Small， 2022， 18（15）， e2106511
23	Zhao D.， Yang N.， Xu L.， Du J.， Yang Y.， Wang D.， Nano Res.， 2022， 15（2）， 739—757
24	Yu L.， Hu H.， Wu H. B.， Lou X. W.， Adv. Mater.， 2017， 29（15）， 1604563
25	Sun Y. G.， Cao A. M.， Chin. Sci. Bull.， 2019， 64（34）， 3607—3622
	孙勇刚，曹安民. 科学通报， 2019， 64（34）， 3607—3622
26	Bai S. Y.， Wang X. Y.， Liu Q. L.， Sun J. H.， Liu J.， Chin. Sci. Bull.， 2019， 64（34）， 3562—3576
	白诗扬，王昕尧，刘庆隆，孙继红，刘健. 科学通报， 2019， 64（34）， 3562—3576
27	Caruso F.， Caruso R. A.， Möhwald H.， Science， 1998， 282（5391）， 1111—1114
28	Zhou L.， Zhuang Z. C.， Zhao H. H.， Lin M. T.， Zhao D. Y.， Mai L. Q.， Adv. Mater.， 2017， 29（20）， 1602914
29	Xie F. X.， Zhang L.， Ye C.， Jaroniec M.， Qiao S. Z.， Adv. Mater.， 2019， 31（38）， e1800492
30	Wang Y. Z.， Yang M.， Ding Y. M.， Li N. W.， Yu L.， Adv. Funct. Mater.， 2021， 32（6）， 2108681
31	Stöber W.， Fink A.， Bohn E.， J. Colloid Interf. Sci.， 1968， 26（1）， 62—69
32	Zhang J.， Guo Z. Q.， Li Y.， Pan S. H.， Chen X. L.， Xu J. Z.， J. Mol. Liq.， 2016， 223， 534—540
33	Tong Z. W.， Yang D.， Li Z.， Nan Y. H.， Ding F.， Shen Y. C.， Jiang Z. Y.， ACS Nano， 2017， 11（1）， 1103—1112
34	Mao D.， Wan J. W.， Wang J. Y.， Wang D.， Adv. Mater.， 2019， 31（38）， e1802874
35	Wang J. Y.， Yang N. L.， Tang H. J.， Dong Z. H.， Jin Q.， Yang M.， Kisailus D.， Zhao H. J.， Tang Z. Y.， Wang D.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2013， 52（25）， 6417—6420
36	Yang X. D.， Li Y. L.， Zhang P. X.， Sun L. N.， Ren X. Z.， Mi H. W.， Carbon， 2020， 157， 70—79
37	Lu A. H.， Sun T.， Li W. C.， Sun Q.， Han F.， Liu D. H.， Guo Y.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2011， 50（49）， 11765—11768
38	Li X. C.， Wang L.， Shi J. H.， Du N. X.， He G. H.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2016， 8（27）， 17276—17283
39	Lai X. Y.， Li J.， Korgel B. A.， Dong Z. H.， Li Z. M.， Su F. B.， Du J. A.， Wang D.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2011， 50（12）， 2738—2741
40	Peng S. J.， Gong F.， Li L. L.， Yu D. S.， Ji D. X.， Zhang T. R.， Hu Z.， Zhang Z. Q.， Chou S. L.， Du Y. H.， Ramakrishna S.， J. Am. Chem. Soc.， 2018， 140（42）， 13644—13653
41	Zhu S.， Zhao N. Q.， Li J. J.， Deng X. Y.， Sha J. W.， He C. N.， Nano Today， 2019， 29， 100796
42	Doustkhah E.， Hassandoost R.， Khataee A.， Luque R.， Assadi M. H. N.， Chem. Soc. Rev.， 2021， 50（5）， 2927—2953
43	Jin Q. Q.， Zhang C. Y.， Wang W. N.， Chen B. J.， Ruan J.， Qian H. S.， Chem. Rec.， 2020， 20（8）， 882—892
44	Zhang H. W.， Yu M. H.， Song H.， Noonan O.， Zhang J.， Yang Y. N.， Zhou L.， Yu C. Z.， Chem. Mater.， 2015， 27（18）， 6297—6304
45	Wu H. J.， Wu G. L.， Ren Y. Y.， Li X. H.， Wang L. D.， Chem. Eur. J.， 2016， 22（26）， 8864—8871
46	Huang C. C.， Huang W.， Yeh C. S.， Biomaterials， 2011， 32（2）， 556—564
47	Hwang S. H.， Yun J.， Jang J.， Adv. Funct. Mater.， 2014， 24（48）， 7619—7626
48	Lou X. W.， Yuan C. L.， Archer L. A.， Small， 2007， 3（2）， 261—265
49	Lou X. W.， Yuan C. L.， Archer L. A.， Adv. Mater.， 2007， 19（20）， 3328—3332
50	Yang M.， Ma J. ， Zhang C. L.， Yang Z. Z.， Lu Y. F.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2005， 44（41）， 6727—6730
51	Tian H.， Liang J.， Liu J.， Adv. Mater.， 2019， 31（50）， e1903886
52	Tan H. B， Li Y. Q.， Kim J.， Takei T.， Wang Z. L.， Xu X. T.， Wang J.， Bando Y.， Kang Y. M.， Tang J.， Yamauchi Y.， Adv. Sci.， 2018， 5（7）， 1800120
53	Thompson B. R.， Horozov T. S.， Stoyanov S. D.， Paunov V. N.， J. Mater. Chem. A， 2019， 7（14）， 8030—8049
54	Xu H. L.， Wang W. Z.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2007， 46（9）， 1489—1492
55	Sun B.， Zeng H. C.， Part. Part. Syst. Char.， 2020， 37（6）， 2000101
56	Lee J.， Kim S. M.， Lee I. S.， Nano Today， 2014， 9（5）， 631—667
57	Yec C. C.， Zeng H. C.， J. Mater. Chem. A， 2014， 2（14）， 4843—4851
58	Anderson B. D.， Tracy J. B.， Nanoscale， 2014， 6（21）， 12195—12216
59	Weng W. S.， Lin J.， Du Y. C.， Ge X. F.， Zhou X. S.， Bao J. C.， J. Mater. Chem. A， 2018， 6（22）， 10168—10175
60	Yang H. G.， Zeng H. C.， J. Phys. Chem. B， 2004， 108（11）， 3492—3495
61	Zhang L.， Wang H.， J. Phys. Chem. C， 2011， 115（38）， 18479—18485
62	Yec C. C.， Zeng H. C.， Chem. Mater.， 2012， 24（10）， 1917—1929
63	Zhuang C. Q.， Qi H. Y.， Cheng X.， Chen G.， Gao C. L.， Wang L. H.， Sun S. R.， Zou J.， Han X. D.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 58（51）， 18627—18633
64	Sun Y. G.， Mayers B. T.， Xia Y. N.， Nano Lett.， 2002， 2（5）， 481—485
65	Sun Y. G.， Xia Y. N.， Adv. Mater.， 2004， 16（3）， 264—268
66	Sun Y. G.， Wiley B.， Li Z. Y.， Xia Y. N.， J. Am. Chem. Soc.， 2004， 126（30）， 9399—9406
67	González E.， Arbiol J.， Puntes V. F.， Science， 2011， 334（6061）， 1377—1380
68	Guan J. G.， Mou F. Z.， Sun Z. G.， Shi W. D.， Chem. Commun.， 2010， 46（35）， 6605—6607
69	Cho W.， Lee Y. H.， Lee H. J.， Oh M.， Adv. Mater.， 2011， 23（15）， 1720—1723
70	Guo W. X.， Sun W. W.， Wang Y.， ACS Nano， 2015， 9（11）， 11462—11471
71	Guo W. X.， Sun W. W.， Lv L. P.， Kong S. F.， Wang Y.， ACS Nano， 2017， 11（4）， 4198—4205
72	Zhou L.， Zhao D. Y.， Lou X. W.， Adv. Mater.， 2012， 24（6）， 745—748
73	Zhang G. Q.， Yu L.， Wu H. B.， Hoster H. E.， Lou X. W.， Adv. Mater.， 2012， 24（34）， 4609—4613
74	Shen L. F.， Yu L.， Yu X. Y.， Zhang X. G.， Lou X. W.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2015， 54（6）， 1868—1872
75	Lu Y.， Nai J. W.， Lou X. W.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2018， 57（11）， 2899—2903
76	Arpagaus C.， Collenberg A.， Rutti D.， Assadpour E.， Jafari S. M.， Int. J. Pharm.， 2018， 546（1/2）， 194—214
77	Singh A.， Van Den Mooter G.， Adv. Drug Deliv. Rev.， 2016， 100， 27—50
78	Zhou L.， Xu H. Y.， Zhang H. W.， Yang J.， Hartono S. B.， Qian K.， Zou J.， Yu C. Z.， Chem. Commun.， 2013， 49（77）， 8695—8697
79	Padashbarmchi Z.， Hamidian A. H.， Zhang H. W.， Zhou L.， Khorasani N.， Kazemzad M.， Yu C. Z.， RSC Advances， 2015， 5（14）， 10304—10309
80	Li R. X.， Zhou Y. J.， Liu C.， Pei C. C.， Shu W. K.， Zhang C. Q.， Liu L. Z.， Zhou L.， Wan J. J.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2021， 60（22）， 12504—12512
81	Fu S. D.， Yu Q.， Liu Z. H.， Hu P.， Chen Q.， Feng S. H.， Mai L. Q.， Zhou L.， J. Mater. Chem. A， 2019， 7（18）， 11234—11240
82	Sun X. R.， Zhang H. W.， Zhou L.， Huang X. D.， Yu C. Z.， Small， 2016， 12（27）， 3732—3737
83	Li L.， Chen W.， Luo W.， Xiao Z. T.， Zhao Y. L.， Owusu K. A.， Liu Z. H.， Zhou L.， Mai L. Q.， Energy Technol.， 2019， 7（8）， 1801160
84	He R. H.， Li S. D.， Liu H. Y.， Zhou L.， Mater. Chem. Front.， 2022， 6（14）， 1903—1911
85	Hong Y. J.， Son M. Y.， Kang Y. C.， Adv. Mater.， 2013， 25（16）， 2279—2283
86	Ko Y. N.， Chan Kang Y.， Park S. B.， Nanoscale， 2013， 5（19）， 8899—8903
87	Sim C. M.， Choi S. H.， Kang Y. C.， Chem. Commun.， 2013， 49（53）， 5978—5980
88	Chen Z.， Xu L. H.， Chen Q.， Hu P.， Liu Z. H.， Yu Q.， Zhu T.， Liu H. C.， Hu G. W.， Zhu Z. Z.， Zhou L.， Mai L. Q.， J. Mater. Chem. A， 2019， 7（12）， 6740—6746
89	Dong Z. H.， Lai X. Y.， Halpert J. E.， Yang N. L.， Yi L. X.， Zhai J.， Wang D.， Tang Z. Y.， Jiang L.， Adv. Mater.， 2012， 24（8）， 1046—1049
90	Dong Z. H.， Ren H.， Hessel C. M.， Wang J. Y.， Yu R. B.， Jin Q.， Yang M.， Hu Z. D.， Chen Y. F.， Tang Z. Y.， Zhao H. J.， Wang D.， Adv. Mater.， 2014， 26（6）， 905—909
91	Wang J. Y.， Tang H. J.， Zhang L. J.， Ren H.， Yu R. B.， Jin Q.， Qi J.， Mao D.， Yang M.， Wang Y.， Liu P. R.， Zhang Y.， Wen Y. R.， Gu L.， Ma G. H.， Su Z. G.， Tang Z. Y.， Zhao H. J.， Wang D.， Nature Energy， 2016， 1（5）， 16050
92	Wong Y. J.， Zhu L. F.， Teo W. S.， Tan Y. W.， Yang Y. H.， Wang C.， Chen H. Y.， J. Am. Chem. Soc.， 2011， 133（30）， 11422—11425
93	Han Y. D.， Guo Z. L.， Teng S. Y.， Xia H. B.， Wang D. Y.， Han M. Y.， Yang W. S.， Chem. Mater.， 2019， 31（18）， 7470—7477
94	Teng Z. G.， Su X. D.， Zheng Y. Y.， Zhang J. J.， Liu Y.， Wang S. J.， Wu J.， Chen G. T.， Wang J. D.， Zhao D. Y.， Lu G. M.， J. Am. Chem. Soc.， 2015， 137（24）， 7935—7944
95	Bin D. S.， Chi Z. X.， Li Y. T.， Zhang K.， Yang X. Z.， Sun Y. G.， Piao J. Y.， Cao A. M.， Wan L. J.， J. Am. Chem. Soc.， 2017， 139（38）， 13492—13498
96	Hu M.， Furukawa S.， Ohtani R.， Sukegawa H.， Nemoto Y.， Reboul J.， Kitagawa S.， Yamauchi Y.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2012， 51（4）， 984—988
97	Hu M.， Belik A. A.， Imura M.， Yamauchi Y.， J. Am. Chem. Soc.， 2013， 135（1）， 384—391
98	Liu W. X.， Huang J. J.， Yang Q.， Wang S. J.， Sun X. M.， Zhang W. N.， Liu J. F.， Huo F. W.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2017， 56（20）， 5512—5516
99	Wang L. L.， Tang K. B.， Liu Z. P.， Wang D. K.， Sheng J.， Cheng W.， J. Mater. Chem.， 2011， 21（12）， 4352—4357
100	Wang Z. Y.， Wang Z. C.， Wu H. B.， Lou X. W.， Sci. Rep.， 2013， 3， 1391
101	Zhao J. L.， Wang J. Y.， Bi R. Y.， Yang M.， Wan J. W.， Jiang H. Y.， Gu L.， Wang D.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2021， 60（49）， 25719—25722
102	Qi Y. R.， Tong Z. Z.， Zhao J. M.， Ma L.， Wu T. P.， Liu H. Z.， Yang C.， Lu J.， Hu Y. S.， Joule， 2018， 2（11）， 2348—2363
103	Li D. W.， Zhao X. X.， Yu R. B.， Wang B.， Wang H.， Wang D.， Inorg. Chem. Front.， 2018， 5（3）， 535—540
104	Zhang C. F.， Wu H. B.， Yuan C. Z.， Guo Z. P.， Lou X. W.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2012， 51（38）， 9592—9595
105	Ji L. L.， Zhu Y. Y.， Teng X.， Wang T.， Wang S.， Meyer T. J.， Chen Z. F.， Sci. Bull.， 2022， 67（4）， 398—407
106	Luo H.， Wang B.， Liu T.， Jin F.， Liu R.， Xu C. Y.， Wang C. H.， Ji K. M.， Zhou Y.， Wang D. L.， Dou S. X.， Energy Storage Mater， 2019， 19， 370—378
107	Hu H.， Guan B. Y.， Xia B. Y.， Lou X. W.， J. Am. Chem. Soc.， 2015， 137（16）， 5590—5595
108	Zhang J. T.， Yu L.， Chen Y.， Lu X. F.， Gao S. Y.， Lou X. W.， Adv. Mater.， 2020， 32（16）， e1906432
109	Guan B. Y.， Yu L.， Lou X. W.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2017， 56（9）， 2386—2389
110	Park S. K.， Kim J. K.， Kang Y. C.， J. Mater. Chem. A， 2017， 5（35）， 18823—18830
111	Zhang P.， Guan B. Y.， Yu L.， Lou X. W.， Chem， 2018， 4（1）， 162—173
112	Wei Y. Z.， Wan J. W.， Yang N. L.， Yang Y.， Ma Y. W.， Wang S. C.， Wang J. R.， Yu R. B.， Gu L.， Wang L. H.， Wang L. Z.， Huang W.， Wang D.， Natl Sci. Rev.， 2020， 7（11）， 1638—1646
113	Jiang S. Y.， Zhao K.， Al⁃Mamun M.， Zhong Y. L.， Liu P. R.， Yin H. J.， Jiang L. X.， Lowe S.， Qi J.， Yu R. B.， Wang D.， Zhao H. J.， Inorg. Chem. Front.， 2019， 6（7）， 1667—1674
114	Lee J.， Hwang S. H.， Yun J.， Jang J.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2014， 6（17）， 15420—15426
115	Qian J. F.， Liu P.， Xiao Y.， Jiang Y.， Cao Y. L.， Ai X. P.， Yang H. X.， Adv. Mater.， 2009， 21（36）， 3663—3667
116	Chen Y.， Wang T. Y.， Tian H. J.， Su D. W.， Zhang Q.， Wang G. X.， Adv. Mater.， 2021， 33（29）， e2003666
117	Weiss M.， Ruess R.， Kasnatscheew J.， Levartovsky Y.， Levy N. R.， Minnmann P.， Stolz L.， Waldmann T.， Wohlfahrt⁃Mehrens M.， Aurbach D.， Winter M.， Ein⁃Eli Y.， Janek J.， Adv. Energy Mater.， 2021， 11（33）， 2101126
118	Peng L.， Peng H. R.， Liu Y.， Wang X.， Hung C. T.， Zhao Z. W.， Chen G.， Li W.， Mai L. Q.， Zhao D. Y.， Sci. Adv.， 2021， 7（45）， eabi7403
119	Zhu X. B.， Tang J. Y.， Huang H. M.， Lin T. G.， Luo B.， Wang L. Z.， Sci. Bull.， 2020， 65（6）， 496—512
120	Li Z.， Wu H. B.， Lou X. W.， Energy Environ. Sci.， 2016， 9（10）， 3061—3070
121	Li D. J.， Gong B. B.， Cheng X. L.， Ling F. X.， Zhao L. G.， Yao Y.， Ma M. Z.， Jiang Y.， Shao Y.， Rui X. H.， Zhang W.， Zheng H.， Wang J. B.， Ma C.， Zhang Q. B.， Yu Y.， ACS Nano， 2021， 15（12）， 20607—20618
122	Wang J. Y.， Tang H. J.， Zhang L. J.， Ren H.， Yu R. B.， Jin Q.， Qi J.， Mao D.， Yang M.， Wang Y.， Liu P. R.， Zhang Y.， Wen Y. R.， Gu L.， Ma G. H.， Su Z. G.， Tang Z. Y.， Zhao H. J.， Wang D.， Nat. Energy， 2016， 1（5）， 16050
123	Wang F.， Wang J. Y.， Ren H.， Tang H. J.， Yu R. B.， Wang D.， Inorg. Chem. Front.， 2016， 3（3）， 365—369
124	Ma Y. T.， Liu P. F.， Xie Q. S.， Zhang G. B.， Zheng H. F.， Cai Y. X.， Li Z.， Wang L. S.， Zhu Z. Z.， Mai L. Q.， Peng D. L.， Nano Energy， 2019， 59， 184—196
125	Luo W.， Chen X. Q.， Xia Y.， Chen M.， Wang L. J.， Wang Q. Q.， Li W.， Yang J. P.， Adv. Energy Mater.， 2017， 7（24）， 1701083
126	Liu N. L.， Lu Z. D.， Zhao J.， Mcdowell M. T.， Lee H. W.， Zhao W. T.， Cui Y.， Nature Nanotechnology， 2014， 9（3）， 187—192
127	Bin D. S.， Li Y. M.， Sun Y. G.， Duan S. Y.， Lu Y. X.， Ma J. M.， Cao A. M.， Hu Y. S.， Wan L. J.， Adv. Energy Mater.， 2018， 8（26）， 1800855
128	Bin D. S.， Chi Z. X.， Li Y.， Zhang K.， Yang X.， Sun Y. G.， Piao J. Y.， Cao A. M.， Wan L. J.， J. Am. Chem. Soc.， 2017， 139（38）， 13492—13498
129	Huang S. Z.， Wang Z. H.， Lim Y. V.， Wang Y.， Li Y.， Zhang D. H.， Yang H. Y.， Adv. Energy Mater.， 2021， 11（10）， 2003689
130	Zheng Z. J.， Ye H.， Guo Z. P.， Energy Environ. Sci.， 2021， 14（4）， 1835—1853
131	Li S. Q.， Fan Z. Y.， Energy Storage Mater.， 2021， 34， 107—127
132	Zhou G. M.， Zhao Y. B.， Manthiram A.， Adv. Energy Mater.， 2015， 5（9），1402263
133	Zhang H. W.， Zhou L.， Huang X. D.， Song H.， Yu C. Z.， Nano Res.， 2016， 9（12）， 3725—3734
134	Salhabi E. H. M.， Zhao J. L.， Wang J. Y.， Yang M.， Wang B.， Wang D.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 58（27）， 9078—9082
135	Zhang J. T.， Hu H.， Li Z.， Lou X. W.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2016， 55（12）， 3982—3986
136	Kumar S.， Saeed G.， Zhu L.， Hui K. N.， Kim N. H.， Lee J. H.， Chem. Eng. J.， 2021， 403， 126352
137	Chatterjee D. P.， Nandi A. K.， J. Mater. Chem. A， 2021， 9（29）， 15880—15918
138	He Y.， Xiang K. X.， Wang Y. F.， Zhou W.， Zhu Y. R.， Xiao L.， Chen W. H.， Chen X. H.， Chen H.， Cheng H.， Lu Z. G.， Carbon， 2019， 154， 330—341
139	Andikaey Z.， Ensafi A. A.， Rezaei B.， Hu J. S.， Electrochim. Acta， 2022， 420， 140437
140	Ren Y. W.， Yu C.， Tan X. Y.， Huang H. L.， Wei Q. B.， Qiu J. S.， Energy Environ. Sci.， 2021， 14（3）， 1176—1193
141	Chen F. Y.， Wu Z. Y.， Adler Z.， Wang H. T.， Joule， 2021， 5（7）， 1704—1731
142	Zhao C. X.， Liu J. N.， Wang J.， Ren D.， Li B. Q.， Zhang Q.， Chem. Soc. Rev.， 2021， 50（13）， 7745—7778
143	Wang L.， Wan J. W.， Wang J. Y.， Wang D.， Small Struct.， 2021， 2（1）， 2000041
144	Fang L.， Xie Y. P.， Yang Y.， Zhu B. Y.， Wang Y. Y.， Liu M. X.， Zhao K. N.， Zhao H. B.， Zhang J. J.， ACS Appl. Energy Mater.， 2020， 3（1）， 309—318
145	Sun H. M.， Xu X. B.， Yan Z. H.， Chen X.， Cheng F. Y.， Weiss P. S.， Chen J.， Chem. Mater.， 2017， 29（19）， 8539—8547
146	Fujishima A.， Honda K.， Nature， 1972， 238（5358）， 37—38
147	Wang Y. C.， Ren B. Y.， Ou J. Z.， Xu K.， Yang C. H.， Li Y. X.， Zhang H. J.， Sci. Bull.， 2021， 66（12）， 1228—1252
148	Zhang F. F.， Zhu Y. L.， Lin Q.， Zhang L.， Zhang X. W.， Wang H. T.， Energy Environ. Sci.， 2021， 14（5）， 2954—3009
149	Wang F. L.， Fang R. Q.， Zhao X.， Kong X. P.， Hou T. T.， Shen K.， Li Y. W.， ACS Nano， 2022， 16（3）， 4517—4527
150	Wei Y. Z.， Wan J. W.， Wang J. Y， Zhang X.， Yu R. B.， Yang N. L.， Wang D.， Small， 2021， 17（22）， 2005345
151	Zhang P.， Wang S. B.， Guan B. Y.， Lou X. W.， Energy Environ. Sci.， 2019， 12（1）， 164—168
152	Kokkonen M.， Talebi P.， Zhou J.， Asgari S.， Soomro S. A.， Elsehrawy F.， Halme J.， Ahmad S.， Hagfeldt A.， Hashmi S. G.， J. Mater. Chem. A， 2021， 9（17）， 10527—10545
153	Hashemi S. A.， Ramakrishna S.， Aberle A. G.， Energy Environ. Sci.， 2020， 13（3）， 685—743
154	Wang J. Y.， Cui Y.， Wang D.， Adv. Mater.， 2019， 31（38）， e1801993

Method	Feature	Strength	Weakness	Example
Hard⁃templating	Well controlled size， shell number， shell thickness， etc.	Simple， effective， and straightforward	Complex synthesis process	SiO₂， carbon， polyaniline， TiO₂， Fe₃O₄， SnO₂， etc.
Soft⁃templating	Micelles and vesicles as soft templates	Facile and convenient synthesis	Highly sensitive to the synthesis parameters	Especially useful for chemically and thermodynamically unstable materials
Self⁃templating：ostwald ripening	Depending on material dissolution and re⁃deposition	Relatively simple synthesis	Relatively few examples	Cu₂O， TiO₂， SnO₂， etc.
Self⁃templating： galva⁃nic replacement	Based on the electronegativity difference of different metals	Rich and well⁃defined morphologies	Limited to metals， especially precious metals	Metal（especially precious metal）
Self⁃templating： thermal induced hollowing	Depending on thermal treatment⁃induced matter relocation	Simple synthesis process， easy for scale up	Difficulty in delicate control of the structure	Various transition metal oxides， metal sulfides
Sequential templating	The template with rich precursor acts as "sequential template" multiple times	Well controlled structure， relatively easy synthesis	—	Metal oxides， metal sulfides， metal phosphides， etc.
Selective etching	The parent materials having “soft regions” and “hard regions”	Precise structure control	Highly dependent on synthetic conditions such as pH	SiO₂， organosilica， polymer， carbon， Prussian blue， CoSn（OH）₆， ZnSn（OH）₆， etc.

Method	Feature	Strength	Weakness	Example
Hard⁃templating	Well controlled size， shell number， shell thickness， etc.	Simple， effective， and straightforward	Complex synthesis process	SiO₂， carbon， polyaniline， TiO₂， Fe₃O₄， SnO₂， etc.
Soft⁃templating	Micelles and vesicles as soft templates	Facile and convenient synthesis	Highly sensitive to the synthesis parameters	Especially useful for chemically and thermodynamically unstable materials
Self⁃templating：ostwald ripening	Depending on material dissolution and re⁃deposition	Relatively simple synthesis	Relatively few examples	Cu₂O， TiO₂， SnO₂， etc.
Self⁃templating： galva⁃nic replacement	Based on the electronegativity difference of different metals	Rich and well⁃defined morphologies	Limited to metals， especially precious metals	Metal（especially precious metal）
Self⁃templating： thermal induced hollowing	Depending on thermal treatment⁃induced matter relocation	Simple synthesis process， easy for scale up	Difficulty in delicate control of the structure	Various transition metal oxides， metal sulfides
Sequential templating	The template with rich precursor acts as "sequential template" multiple times	Well controlled structure， relatively easy synthesis	—	Metal oxides， metal sulfides， metal phosphides， etc.
Selective etching	The parent materials having “soft regions” and “hard regions”	Precise structure control	Highly dependent on synthetic conditions such as pH	SiO₂， organosilica， polymer， carbon， Prussian blue， CoSn（OH）₆， ZnSn（OH）₆， etc.

Application	Material	Synthesis method	Advantages	Ref.
Lithium⁃ion battery	Si/CoFe₂O₄	Sequential templating	Volume change buffering； reduced ion transport path	［101］
Sodium⁃ion battery	Na₃（VOPO₄）₂F	Soft⁃templating		［102］
Alkaline battery	NiS₂	Sequential templating		［103］
Li⁃S battery	Double⁃shell hollow carbon spheres	Hard⁃templating	High S loading， soluble poly⁃ sulfides confinement	［104］
Supercapacitor	Carbon	Hard⁃templating	High specific surface area， more reactive sites， superior stability	［105］
	MnO₂@Co⁃Ni LDH	Self⁃templating		［106］
	Co₃O₄/NiCo₂O₄	Self⁃templating		［107］
Electrocatalysis	Ni⁃Fe LDH	Self⁃templating	Cascade reaction， high selec⁃ tivity， high catalyst loading	［108］
	Mn⁃Co oxyphosphide	Self⁃templating		［109］
	CoSe₂/（NiCo）Se₂	Self⁃templating		［110］
Photocatalysis	ZnS⁃CdS	Self⁃templating	Architectural stability， multiple scattering of light， fast mass transfer	［111］
	TiO₂⁃Cu _x O	Sequential templating		［112］
	TiO₂/SrTiO₃	Sequential⁃templating		［113］
Dye⁃sensitized solar cells	SiO₂/TiO₂	Hard⁃templating	Better light harvesting， fast electron transport， high specific surface area	［114］
	TiO₂⁃SnO₂	Self⁃templating		［115］
	ZnO	Sequential templating		［89］

Application	Material	Synthesis method	Advantages	Ref.
Lithium⁃ion battery	Si/CoFe₂O₄	Sequential templating	Volume change buffering； reduced ion transport path	［101］
Sodium⁃ion battery	Na₃（VOPO₄）₂F	Soft⁃templating		［102］
Alkaline battery	NiS₂	Sequential templating		［103］
Li⁃S battery	Double⁃shell hollow carbon spheres	Hard⁃templating	High S loading， soluble poly⁃ sulfides confinement	［104］
Supercapacitor	Carbon	Hard⁃templating	High specific surface area， more reactive sites， superior stability	［105］
	MnO₂@Co⁃Ni LDH	Self⁃templating		［106］
	Co₃O₄/NiCo₂O₄	Self⁃templating		［107］
Electrocatalysis	Ni⁃Fe LDH	Self⁃templating	Cascade reaction， high selec⁃ tivity， high catalyst loading	［108］
	Mn⁃Co oxyphosphide	Self⁃templating		［109］
	CoSe₂/（NiCo）Se₂	Self⁃templating		［110］
Photocatalysis	ZnS⁃CdS	Self⁃templating	Architectural stability， multiple scattering of light， fast mass transfer	［111］
	TiO₂⁃Cu _x O	Sequential templating		［112］
	TiO₂/SrTiO₃	Sequential⁃templating		［113］
Dye⁃sensitized solar cells	SiO₂/TiO₂	Hard⁃templating	Better light harvesting， fast electron transport， high specific surface area	［114］
	TiO₂⁃SnO₂	Self⁃templating		［115］
	ZnO	Sequential templating		［89］

[1]	WANG Pengfei, FU Wenhao, SUN Shaoni, CAO Xuefei, YUAN Tongqi. Preparation of Hierarchical Porous Carbon Materials Using Cellulose Nanocrystals as Templates and Their Electrochemical Properties [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(2): 20220497.
[2]	ZHU Kerun, REN Wenxuan, ZHANG Wei, LI Wei. Salt-templated Synthesis and Morphological Control of Monodisperse Hollow Mesoporous Structures [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(1): 20220607.
[3]	LI Ziruo, ZHANG Hongjuan, ZHU Guoxun, XIA Wei, TANG Jing. Iron Phthalocyanine Coated Nitrogen-doped Hollow Carbon Spheres for Efficient Catalysis of Oxygen Reduction Reaction [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(1): 20220677.
[4]	SHEN Xinyi, ZHANG Sen, WANG Shutao, SONG Yongyang. Synthesis Strategies for Polymer Hollow Particles [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(1): 20220627.
[5]	YANG Jiye, SUN Dayin, WANG Yan, GU Anqi, YE Yilan, DING Shujiang, YANG Zhenzhong. Progresses in Template Synthesis and Applications of Hollow Materials [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(1): 20220665.
[6]	YE Zuyang, YIN Yadong. Etching-based Hollowing of Nanostructures [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(1): 20220656.
[7]	YAO Qing, YU Zhiyong, HUANG Xiaoqing. Progress in Synthesis and Energy-related Electrocatalysis of Single-atom Catalysts [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(9): 20220323.
[8]	GUO Cheng, ZHANG Wei, TANG Yun. Ordered Mesoporous Materials： History， Progress and Perspective [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220167.
[9]	CHEN Zhaoyang, XUE Yurui, LI Yuliang. Synthesis and Applications of Graphdiyne Based Zerovalent Atomic Catalysts [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(5): 20220063.
[10]	CHU Yao, WANG Shuo, ZHANG Zinuo, WANG Yibo, CAI Yibing. Preparation and Properties of Cu Particles Loaded Foam-based Phase Change Composites [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(2): 20210619.
[11]	WEI Yuchen, WU Tingting, YANG Lei, JIN Biyu, LI Hongqiang, HE Xiaojun. Preparation and Supercapacitive Performance of Naphthalene-based Interconnected Porous Carbon Nanocapsules [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(9): 2852.
[12]	ZHU Deshuai, ZHAO Jianying, YANG Zhenghui, GUO Haiquan, GAO Lianxun. Graphene Oxide/Polyimide Composites with High Energy Storage Density Based on Multilayer Structure [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(8): 2694.
[13]	XIE Fan, CHEN Shanshan, ZHUO Longhai, LU Zhaoqing, GAO Kun, DAI Qiyang. Fabrication of Poly（p-xylene） Nanofiber Arrays by CVD Liquid Crystal Template Method and Their Degradability [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(8): 2643.
[14]	DING Jiale, JIN Lan, CUI Zengduo, ZHANG Haibo, ZHANG Yunhe, JIANG Zhenhua. Preparation and Dielectric Properties of Nanocomposites with Double Cross-linking Network Structure [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(6): 2015.
[15]	GAO Juan, SUN Quanhu, HUANG Changshui. Graphdiyne-based Nanostructured Materials and Their Applications in Energy Storage and Conversion [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(5): 1501.