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时间:2020-06-06
《镍镁铝类水滑石的超分子结构、电子性质及稳定性.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)SeptemberActaP.一C.,z.2012,28(9),2051-20562051[Article]doi:10.3866/PKU.WHXB201206281www.whxb.pku.edu.cn镍镁铝类水滑石的超分子结构、电子性质及稳定性倪哲明‘李远施炜薛继龙刘娇(浙江工业大学化学Z_-程与材料学院,先进催化材料实验室,杭州310032)摘要:以Ni同晶取代Mg的方式构建镍镁铝类水滑石(HT)的周期性计算模型,通过进行密度泛函理论计算,研究了含镍水滑石的的超分
2、子结构、电子性质及稳定性.结果表明,随着镍离子逐渐取代镁离子,金属离子之间的平均距离逐渐减小,层间距逐渐增大,与实验结果一致.与此同时,电子逐渐从主体层板向客体阴离子传递,导致主客体之间的静电作用力及整体超分子作用力逐渐增强,结合能的绝对值逐渐增大,体系的稳定性增加.在微观结构上,电子传递行为使层板中平均金属一氧键键长逐渐减小,且金属配位角的畸变情况得到一定程度的缓解,这些变化都有利于形成更稳定的体系,说明镍铝类水滑石在理论上比镁铝水滑石更稳定.关键词:镍镁铝类水滑石:密度泛函理论:微观结构:电子性质:稳定性中图分类
3、号:O641SupramolecularStructure,ElectronicPropertyandStabilityofNi-Mg-AILayeredDoubleHydroxidesNIZhe—Ming‘LIYuanSHIWeiXUEJi—LongLIUJiao(LaboratoryofAdvancedCatalyticMaterials,CollegeofChemicalEngineeringandMaterialsScience,Zh~iangUniversityofTechnology,Hangzhou31
4、0032,R.China1Abstract:WeestablishedperiodicalstructuresforNi-Mg-AIhydrotalcites(HT)byisomorphoussubstitutionofMg。withNi”.Wediscussedthesupramolecularstructure,electronicproperty。andstabilityofthesystemsaccordingtocomputationalresultsbasedondensityfunctionaItheo
5、~.AsNicontentofincreased,theaveragedistancebetweenmetalcationsdecreasedwhiletheinterlayerspacinggraduallyincreased,inagreementwiththeexperimentaldata.Atthesametime,electronsgraduallytransferredfromlayertointerlayeranions.Asaresult,theelectrostaticinteraction,wh
6、olesupramolecularinteraction,andabsolutebindingenergyvalueofthesystemincreased,improvingsystemstability.Meanwhile,theaverageM—Obondlengthdecreased。andthedistorted0一M一0angleswereweakenedtosomedegree.AI10fthesechangesarebeneficiaItotheformationofastablesystem.SOw
7、econcludethatNi.AI.HTiSmorestablethanMg—AI.HKeyWords:Ni·-Mg-·AIlayereddoublehydroxide;Densityfunctionaltheo~;MicrocosmicstructureElectronicproperty;Stability1引言六羟基合金属离子的八面配位体结构,各八面体通层状双金属氢氧化物(LDHs),又称水滑石过共用O⋯o棱边建立二维层板结构.层板骨架带(HT),是一种阴离子型粘土类材料,为典型的六方有正电荷,层间分布着的阴
8、离子与之相平衡,形成晶系结构.其中,各金属阳离子均与羟基作用,形成电中性的层状复合材料.由于该类材料主体层板的Received:May21,2012;Revised:June28,2012;PublishedonWeb:June28,2012.‘Correspondingauthor.Email:jchx@zjut.edu.cn;Tel:+86
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