通讯单位：爱荷华州立大学
【研究亮点】
【研究背景】
前驱体和反应介质的多功能性以及温和的合成条件使得拓扑化学脱嵌成为合成各种传统固态方法无法获得的多功能材料的有力工具。拓扑化学反应涉及从“主体”框架中消除“客体”实体，因此，去嵌入的产物通常保留“主体”的结构特征。由于结构变化很小，因此无需使用极端的合成条件（例如高温）。与产生热力学稳定产物的传统固态高温合成方法不同，拓扑化学脱嵌可能产生亚稳态相。
【结果分析】
图1 RT-LiNiB和HT-LiNiB暴露在空气中的粉末X射线衍射图
总体而言，脱嵌产物的PXRD 峰变宽表明与母体LiNiB 化合物相比结晶度较低，这在HT-LiNiB 锂脱嵌的情况下尤其明显。
图2 RT-Li0.6NiB的HAADF-STEM图像
通过HAADF-STEM图像分析，得到RT-B和RT-C子结构RTLiNiB和HT-LiNiB中[NiB]层间距离的平均值，发现RT-[NiB]和HT- [NiB]具有正的形成能不稳定性，表明它们分解成元素Ni和B。
图3 RT-LiNiB和HT-LiNiB分布函数的拟合
从HAADF-STEM图像可以看出，RT-Li0.6NiB结构的公式可以表示为三个子结构的共生，具有由Li原子分隔的单层、双层和三层[NiB]层。因此，为了拟合RTLi0.6NiB 和HT-Li0.4NiB 的X 射线PDF 数据，使用了所有3 个子结构的组合。 RT-B 和RT-C 子结构模型通过DFT 进行优化，以获得具有最小能量的松弛结构。为了拟合，Li 和B 坐标被固定为通过DFT 结构松弛和随后优化Ni 坐标和RT-B 晶胞参数获得的坐标。仅针对RT-A 和RT-C 优化晶胞参数。这与实验数据非常吻合（图4），证实[NiB]2 层的双B 亚结构在RT-Li0.6NiB 中具有最高含量。对于HT-Li0.4NiB 脱嵌产品，X 射线PDF 数据表明层发生了主要的重新排列。这里使用了类似的方法：HT-B 和HT-C 子结构首先通过DFT 进行优化，并用作X 射线PDF 细化的初始模型。
基于上述研究，可以清楚地了解LiNiB多晶型物中Li脱嵌的过程。在环境条件下，只有约50%的Li原子可以从层状结构中去除。脱嵌过程遵循不可逆的“拉链锁”机制，其中锂被逐层去除。一旦单个锂层脱嵌，“拉链锁”就会关闭，因为两个相邻的[NiB]层会凝结成更厚的层[NiB]2或[NiB]3。这很可能会使逆向过程变得非常困难，例如，在[NiB] 层之间插入Li 层。图2中突出显示了“自锁”机构的“快照”。当子结构RT-A和RT-B（白色矩形）堆叠时，形成子结构RT-C（绿色矩形）。对于RTLi0.6NiB（子结构RT-B），凝聚的[NiB] 层几乎平坦且彼此对齐，只有新的Ni-Ni 键距离为2.58 或2.61 ，即与镍金属相当。对于HTLi0.4NiB（子结构HT-B），层是波纹状的，一些Ni 和B 原子移出层，但单原子[NiB] 层凝结成[NiB]2 也通过这层。新的Ni-Ni 键在2.65 或2.71 范围内形成。 LiNiB 的脱嵌机制与MoAlB（另一种层状硼化物）的脱嵌机制非常不同。在LiNiB中，单个[NiB]层在Li脱嵌后变成[NiB]2层或[NiB]。 ]3层，从而形成新的Ni-Ni键。
图4 7Li（左）和11B（右）的固态NMR 谱显示了RTLiNiB（上）和HT-LiNiB（下）脱嵌过程中锂和硼环境的演变。
图5 (a) RT-Li0.6NiB和(b) HT-Li0.4NiB多晶样品在2-300 K温度范围内的温度依赖性
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用户评论
层状LiNiB，听起来好专业啊！期待了解锂的拓扑化学脱嵌的奥秘。
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学到了，以前真不知道锂还有拓扑化学脱嵌一说，这篇文章太涨知识了。
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层状LiNiB的研究，对电池行业来说是个大突破，希望价格能降下来。
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锂的拓扑化学脱嵌听起来很复杂，但感觉很有潜力啊。
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这个层状LiNiB的技术，是不是能让电池更耐用呢？期待后续报道。
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文章写得挺详细，不过还是有点看不懂，能解释得更通俗点吗？
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锂的拓扑化学脱嵌，听起来好像是个技术难题，攻克它得花费不少功夫吧。
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层状LiNiB的研究，感觉离我们普通人的生活有点远，但还是很有兴趣。
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学过一点化学，感觉这个拓扑化学脱嵌有点意思，想深入了解。
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锂的拓扑化学脱嵌，听起来好高级，不知道对我们生活有什么影响。
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层状LiNiB的研究，对新能源汽车来说是个福音，希望早日普及。
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虽然看不懂，但还是想支持一下这种创新研究，加油科学家们！
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锂的拓扑化学脱嵌，听起来有点像科幻小说里的技术，现实中也有吗？
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层状LiNiB的应用前景很广，希望未来能看到更多相关的研究成果。
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这篇文章让我对锂电池有了新的认识，感觉电池技术进步太快了。
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锂的拓扑化学脱嵌，是不是能让电池更安全呢？这个很关键。
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层状LiNiB的研究，对环保也有好处吧？希望电池行业能更绿色。
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学到了新知识，感觉这个层状LiNiB的研究很有前景，期待更多进展。
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锂的拓扑化学脱嵌，感觉是个很有挑战性的领域，期待有更多突破。
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