二价金属离子对含铜水滑石结构稳定性的影响

倪哲明 刘娇 薛继龙 李远 施炜

引用本文: 倪哲明, 刘娇, 薛继龙, 李远, 施炜. 二价金属离子对含铜水滑石结构稳定性的影响[J]. 物理化学学报, 2012, 28(07): 1714-1720. doi: 10.3866/PKU.WHXB201204191 shu
Citation:  NI Zhe-Ming, LIU Jiao, XUE Ji-Long, LI Yuan, SHI Wei. Effect of Divalent Metal Ions on the Stability of Cu-Containing Layered Double Hydroxides[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(07): 1714-1720. doi: 10.3866/PKU.WHXB201204191 shu

二价金属离子对含铜水滑石结构稳定性的影响

摘要:

通过构建不同的二价金属离子(M2+=Mg2+, Ca2+, Zn2+, Cd2+, Ni2+, Co2+)部分取代铜离子形成CuM2Al 水滑石(CuM2Al-LDHs)的周期性模型, 基于密度泛函理论(DFT), 用CASTEP程序模块对周期性模型进行几何全优化和性质计算, 通过分析各体系的结构参数、电子排布、Mulliken 电荷布居、氢键、结合能, 总结出含铜水滑石体系结构的稳定性规律. 计算结果表明: 在CuM2Al-LDHs 体系中, 主客体间作用力对层板厚度的影响占主要因素; M离子对中心三价铝离子的影响较小, 对二价铜离子的影响较大, 其中价电子均匀排布的M离子对铜的畸变影响小于价电子不均匀排布的M离子. 另外在价电子均匀排布的CuM2Al-LDHs 体系中, 主客体间的静电作用力和氢键强度逐渐增强. 总体上, 随着M离子周期数的增加, 体系的畸变角增大, 结合能绝对值逐渐减小, 体系的稳定性下降. 价电子不均匀排布的CuCo2Al-LDHs 体系的稳定性最差. 这有助于从理论上更好地认识含铜水滑石的合成规律.

English

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  • 发布日期:  2012-06-07
  • 收稿日期:  2012-03-02
  • 网络出版日期:  2012-04-19
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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