研究催化劑的結構與性能的關系一直是多相催化的核心內容。催化劑的形貌決定其暴露的晶面，從而影響其催化性能。因此調控催化劑的形貌對于新型催化劑的研發和現有催化劑的改良使其具有理想的活性﹑選擇性和穩定性具有重要意義。

近年來，有效利用太陽光對水中有機污染物的降解是可持續發展的綠色催化的研究熱點。氧化鐵作為一種儲量豐富和環境友好型的氧化物，在很多重要領域具有應用前景。國家納米科學中心劉剛研究組研究了三氧化二鐵一維納米棒、二維納米片、和三維納米方塊在可見光下（≥420 nm）對羅丹明B染料的降解，結果表明晶面的活性順序遵循{110}>{012}》{001}。這主要是因為{012}和{110}晶面具備“山脊-山谷”的特殊結構，晶面配位不飽和的鐵原子密度分別是7.3 和10.1 atoms.nm-2。而{001}晶面以鐵或氧原子暴露的形式共存，表面配位不飽和的鐵原子相對較少。這一項工作不僅對在納米尺度構建特殊形貌的光催化劑以實現對類Fenton氧化反應性能的調控有指導意義，而且對于基于氧化鐵的水分解制氫和太陽能電池的研究有參考價值。相關研究結果已于Angew. Chem. Int. Ed.（DOI：10.1002 / anie.201105028）在線發表。

(a) 不同形貌的三氧化二鐵的透射電子顯微鏡照片；

上述研究工作得到國家納米科學中心、教育部、中國科學院、國家自然科學基金委以及科技部項目的支持。