关于“通过声化学合成方法调节锂掺杂钛酸钠的电导率”的评论

《Materials Science and Engineering: B》：Comments on “tuning electrical conductivity in lithium-doped sodium titanate via sonochemical synthesis”

钠钛酸锂掺杂合成机制争议：评论指出da Silva等（Mater. Sci. Eng. B 323 (2026) 118836）合成的Li掺杂Na???Li?Ti?O?可能不存在，提出替代产物为未掺杂Na?Ti?O?、Na?Ti?O??及Li?Ti?O??杂质。该解释能合理解释单位参数不变、光学带隙减小及电导率提升现象。

　　

Tosapol Maluangnont

泰国曼谷拉德克拉邦国王蒙固科技学院综合创新技术学院纳米科学与纳米技术系，邮编10520

摘要

da Silva等人（Mater. Sci. Eng. B 323 (2026) 118836）最近报道了锂掺杂的钛酸钠Na_2-xLi_xTi₃O₇（x = 0, 0.01, 0.02, 0.03）的声化学合成方法。他们提出了三种产物：(i) 具有层状结构的锂掺杂Na_2-xLi_xTi₃O₇；(ii) 具有隧道结构的未掺杂Na₂Ti₆O₁₃；(iii> 高x值时的NaLiTi₃O₇杂质。研究认为Na_2-xLi_xTi₃O₇的形成可能性较低。主要产物应为未掺杂的Na₂Ti₃O₇和未掺杂的Na₂Ti₆O₁₃。此外，与层状碱金属钛酸盐结构完全不同的NaLiTi₃O₇杂质可能实际上是结构相关的Li₄Ti₅O₁₂尖晶石。这一解释能够说明原始作者观察到的单位晶胞参数不变、光学带隙减小以及电导率提高的现象。

部分内容摘录

原始工作的意义

钛酸钠[1] Na₂Ti₃O₇因钠离子在二维（2D）层间空间的迁移性而在许多应用中受到广泛研究，包括离子交换[2]、离子导体[3][4][5]、钠离子电池的阳极[6][7]等。人们一直在积极尝试提高其导电性（无论是离子导电性还是电子导电性）。其中一个方法是部分用体积更小的锂离子(Li⁺)取代钠离子(Na⁺)，同时保持其层状结构。

单位晶胞参数的不变性

有研究提出[8]，“锂通过间隙占据和替换Na⁺离子为Li⁺的方式掺入样品中”。报道的单位晶胞参数（a、b、c、V和β）实际上彼此相似，并且与x值无关。 他们的发现与早期研究结果相反。Chiba等人[9]报告称，Na₂Ti₃O₇中的c轴长度从8.5687(3) ?减小到Na_0.099Li_1.901Ti₃O₇中的7.5434(2) ?，这归因于锂离子(Li⁺)的体积较小。

结论

本文认为关于Na_2-xLi_xTi₃O₇（x = 0, 0.01, 0.02, 0.03）的声化学合成结论是错误的。文章比较了文献中报道的单位晶胞参数，根据化学计量关系计算了Na₂Ti₃O₇/Na₂Ti₆O₁₃的摩尔比，并分析了该杂质的峰位。本文提出，实际产物应为未掺杂的Na₂Ti₃O₇、未掺杂的Na₂Ti₆O₁₃以及Li₄Ti₅O₁₂杂质。这一替代解释能够解释单位晶胞参数不变、光学带隙减小以及电导率提高的现象。

CRediT作者贡献声明

Tosapol Maluangnont：负责撰写和编辑工作，以及初稿的撰写。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究结果的财务利益或个人关系。