由于在锂离子电池、超级电容器、电催化等领域的大量应用,三维架构化的功能材料吸引了广泛关注。通过采用已经存在的基体作为模板,模板法成为目前最为有效的制备架构化的功能材料的方法之一。为了解决模板法中功能材料和基体之间可能的匹配问题,常常需要使用化学处理、等离子体处理、化学气相沉积、层层自组装等方法对模板进行表面修饰。但这些过程存在流程复杂、需要高端的设备、或者依靠修饰试剂与基板之间的特异性等问题。同时,一些简单而通用的方法也被用于表面修饰中,如无规聚合物的交联、多巴胺的自聚合和天然多酚与铁离子的络合等。这些方法的修饰层中含有大量的邻苯二酚基团（在聚合物中为交联基团）,因此与基板之间有强的相互作用。然而这些以有机物为主的修饰层在酸性或者碱性环境中不稳定并将严重破坏原始模板的导电性,因此这些修饰方法难以应用于电学领域（如电催化和超级电容器）在导电基板上生长功能材料。为了解决这些问题,发展新的通用的且对基板导电性损害低的表面修饰方法十分必要。受到多巴胺表面修饰机理的启发,我们采用Ce⁴⁺作为新的适用于多种模板的表面修饰试剂。同时修饰后的模板还可以用于生长架构化的功能材料以及电学领域。主要的结果如下。（1）Ce⁴⁺的强氧化性和路易斯酸性使它成为一种简单通用的表面修饰试剂,对于不同材质（蝶翅、碳纸、泡沫镍、PET）和尺度（纳米级到微米级）的模板都有效果。（2）修饰过程后在模板表面形成了含氧官能团和离散的CeO₂纳米颗粒层。后者表面的大量缺陷降低了过渡金属的吸附能,成为生长氧化物和氢氧化物的有效形核位点。（3）通过水热法,可以在Ce⁴⁺修饰的模板上生长一层完整均匀的CeO₂纳米颗粒、Ni（OH）₂纳米线、FeOOH纳米片和WO₃纳米片,实现功能材料的架构化。不仅模板的结构特征得到保持,生长的纳米颗粒的形状也可以通过合适的试剂调节。（4）Ce⁴⁺修饰后的泡沫镍的导电性与原始泡沫镍保持在同一量级。而生长在Ce⁴⁺修饰的泡沫镍上的FeOOH与生长在未修饰的泡沫镍上的FeOOH相比,表现出均匀的宏观形貌和低的电催化产氧的过电势（在电流密度为10 mA/cm²时过电位为241 mV）。本文提供了一种保形的构建三维架构化的功能材料的方法。这对于功能材料避免颗粒团聚、暴露活性位点、促进传质和探索新的构效关系十分重要。因此这一新的通用的方法将会在包括电学领域在内的多个领域中起到关键作用。