黏土矿物是我国一类具有天然纳米结构的优势非金属矿产资源，具有结构多样、储量丰富、价格低廉等优点。目前，研究者们多关注黏土矿物的纳微米结构特征及与之相关的应用（如作为吸附材料、载体、模板剂等），对于黏土矿物的元素属性关注相对较少。黏土矿物是多种元素（如硅、铝等）在自然界的重要载体。因此，如何有效结合黏土矿物的微观结构特征和元素载体属性，研制新型功能纳米材料、拓展黏土矿物的高值应用领域，是兼具科学意义和经济价值的重要问题。 
    据此，中国科学院广州地球化学研究所/矿物学与成矿学重点实验室朱润良研究员和博士研究生陈情泽等人首次提出了从一维黏土矿物到一维纳米硅的自模板合成策略。该策略直接以天然海泡石为前驱体，采用基于镁热还原的自模板法，成功制备了一维硅纳米棒。所得硅纳米棒具有具有粗糙表面、大比表面积（122 m2/g）、较高纯度、良好结晶度和多级孔结构（包括由纳米棒堆叠或聚集而成的大孔及纳米棒上的介孔）。研究认为，硅纳米棒的成功制备得益于海泡石的特殊结构和元素组成（图1）：镁氧/氢氧八面体层通过自身分解反应吸收热量，防止体系温度过高破坏生成的硅纳米结构；三八面体片层作为有效的隔离屏障，防止反应过程中新生成硅纳米颗粒的随机键合，从而维持原始一维结构；由八面体转化的氧化镁位于两层硅氧四面体中，充当负催化剂降低放热反应进程。将所得硅纳米棒作为锂离子电池负极材料时显示出优异的储锂性能（良好的倍率性能和循环稳定性）。该工作实现了一维硅纳米材料的简单制备，无需添加任何模板剂和吸热剂，为高性能锂离子电池硅负极材料的规模化制备和实际应用提供了理论支撑，同时为黏土矿物资源的高值利用提供了新思路。  

图1  从天然海泡石到硅纳米棒的制备示意图 

该研究成果发表在近期出版的国际材料化学期刊《Journal of Materials Chemistry A》上，Chen QZ, Zhu RL, Liu SH, Wu DC, Fu HY, Zhu JX, He HP. Self-templating synthesis of silicon nanorods from nature sepiolite for high-performance lithium-ion battery anodes [J]. Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6: 6356-6362. 
论文链接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ta/c8ta00587g/unauth#!divAbstract