她，2024斯隆奖得主，先发Nature Mater.，再发Nature Commun.！
供稿：hz-xin.com 日期：2025-01-17
一维（1D）橄榄石磷酸铁（FePO4）广泛用于电化学提取锂（Li）从稀水源，其Li的选择性变化明显，取决于颗粒的物理属性。理解这些特征对于系统设计和提高Li选择性至关重要。
芝加哥大学刘翀助理教授的研究团队揭示了利用锂化和钠化之间的动力学和化学机械能垒差异来提高选择性的关键。通过分析热力学偏好和颗粒特征对Li和Na共插层的影响，他们发现从6.2×102到2.3×104的Li到Na选择性范围。作者将FePO4颗粒分为锂偏好、形态特征和电化学特性之间的相关组别，并展示了从高Li源中快速提取96.6±0.2%纯度的Li，以及从低Li源中提取2.3×104选择性Li的95.8±0.3%纯度。
此研究以“Identifying critical features of iron phosphate particle for lithium preference”为题发表在Nature Commun.上。这也是刘翀教授在两个月内发表的第二篇子刊文章，此前在Nature Materials上发表的论文进一步探索了确定离子交换途径的关键因素。
在电化学插层方法中，橄榄石型FePO4因其热力学的Li嵌入偏好、低Li迁移势垒、适当的工作电位、稳定的聚阴离子结构以及在真实和模拟非常规水源中的Li提取选择性和稳定性而备受关注。然而，即使具有固有的结构Li偏好，在低Li浓度或原子比的电化学提取过程中，也可能发生干扰离子的共插层，特别是对于主要的竞争Na离子。
刘翀教授通过层状氧化物作为模型材料，证明了空位水平及其相应的锂偏好对于确定可接近和不可接近的离子交换途径至关重要。研究揭示了预测成分和结构演化的方法，通过过渡金属上的电荷重新分布来实现，为预测性合成和分离应用中的离子交换开辟了新机会。
电化学插层是选择性提取锂的一种有前途的方法，以缓解锂供应问题。橄榄石型FePO4因其独特的属性而成为该领域的焦点，但其Li选择性差异主要取决于所采用的颗粒属性。颗粒的形貌和大小对FePO4和锂选择性共插行为的影响未知且不可预测，限制了锂提取宿主材料的合理设计。
为了揭示控制Li选择性的关键FePO4颗粒特征，作者设计并合成了一系列具有不同形态和反应的颗粒。研究发现，小颗粒的选择性主要由热力学偏好驱动，而动力学偏好则在极高的电流下感应。通过定量相关图，作者将Li提取性能与颗粒电化学性质和形态特征联系起来，揭示了FePO4颗粒最优维度的存在，以此促进高Li选择性和可逆性。
芝加哥大学刘翀助理教授的研究团队揭示了利用锂化和钠化之间的动力学和化学机械能垒差异来提高选择性的关键。通过分析热力学偏好和颗粒特征对Li和Na共插层的影响，他们发现从6.2×102到2.3×104的Li到Na选择性范围。作者将FePO4颗粒分为锂偏好、形态特征和电化学特性之间的相关组别，并展示了从高Li源中快速提取96.6±0.2%纯度的Li，以及从低Li源中提取2.3×104选择性Li的95.8±0.3%纯度。
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1965年，波士顿大学建立了美国第一个癌症研究和教学实验室。该校拥有马丁·路德·金和埃利·维瑟尔在内的8位诺贝尔奖得主，23位普利策奖得主，10位罗德奖学金得主，6位马歇尔奖学金得主，9位奥斯卡金像奖得主，以及众多艾美奖和托尼奖得主。该校过去和现在还有多位麦克阿瑟奖，斯隆奖和古根海姆奖得主。
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