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铜锌铝三元水滑石畸变结构和稳定性的理论研究
引用本文:倪哲明,姚萍,刘晓明,王巧巧,胥倩.铜锌铝三元水滑石畸变结构和稳定性的理论研究[J].高等学校化学学报,2010,31(12):2438-2444.
作者姓名:倪哲明  姚萍  刘晓明  王巧巧  胥倩
作者单位:浙江工业大学化学工程与材料科学学院,先进催化材料实验室,杭州,310032
基金项目:浙江省自然科学基金(批准号:Y406069)资助
摘    要:基于密度泛函理论,用CASTEP程序模块构建水滑石(CuxZn3-xAl-LDHs)周期性计算模型,进行模型的几何全优化,对各体系的结构参数、氢键、Mulliken电荷布居及结合能等进行分析,探讨体系中的Jahn-Teller效应和结构稳定性.计算结果表明,层板中Cu2+与Zn2+交错排列的构型比较稳定.随着层板上Cu2+取代Zn2+的量增多,晶胞对称性变差,但Cu2+的Jahn-Teller效应对中心Al3+的影响较小.CuxZn3-xAl-LDHs(x=0~3)体系中离子键逐渐变强,共价键逐渐变弱,体系整体上由共价型晶体向离子型晶体转变.体系中Jahn-Teller效应导致的畸变使主-客体作用力增强,其中静电作用力减弱,氢键强度变大,且氢键作用占优势.总体上,体系的结合能绝对值逐渐减小,稳定性降低,这对于合成含铜的LDHs材料具有理论指导意义.

关 键 词:水滑石  畸变角  Jahn–Teller效应  结合能  密度泛函理论
收稿时间:2010-05-14

Theory Study on the Distorted Structure and Stability of Copper-Zinc-Aluminum Layered Double Hydroxides
NI Zhe-Ming,YAO Ping,LIU Xiao-Ming,WANG Qiao-Qiao,XU Qian.Theory Study on the Distorted Structure and Stability of Copper-Zinc-Aluminum Layered Double Hydroxides[J].Chemical Research In Chinese Universities,2010,31(12):2438-2444.
Authors:NI Zhe-Ming  YAO Ping  LIU Xiao-Ming  WANG Qiao-Qiao  XU Qian
Institution:NI Zhe-Ming,YAO Ping,LIU Xiao-Ming,WANG Qiao-Qiao,XU Qian(Laboratory of Advanced Catalytic Materials,College of Chemical Engineering and Materials Science,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China)
Abstract:We proposed a periodic interaction model for the layered double hydroxides,CuxZn3-xAl-LDHs.Based on density functional theory,the geometry of CuxZn3-xAl-LDHs was optimized with the CASTEP program.Jahn-Teller effect and the stability were investigated by analyzing the geometric parameters,hydrogen-bonding,charge populations,and binding energies.The results showed that the structure of staggered arrangement of Cu2+ and Zn2+ in the layer was relatively stable.As the amount of Cu2+ substituted Zn2+ in the layer...
Keywords:Layered double hydroxide  Distortion angle  Jahn-Teller effect  Binding energy  Density functional theory  
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