层间水分子含量对铜铁水滑石超分子作用力的影响

摘要：

构建铜铁水滑石[Cu3Fe-LDHs-yH2O(y=0-2)]周期性计算模型,采用密度泛函理论(DFT),选取CASTEP程序模块,对体系进行几何全优化.从结构参数、氢键、Mulliken电荷布居、逐级水合能等角度研究了层间NO3-和H2O的分布形态及其与水滑石(LDHs)层板的超分子作用,探究了水分子数目对体系姜-泰勒效应的影响.结果表明:Cu3Fe-LDHs-yH2O主客体间存在着较强的超分子作用力,主要包括氧键和静电作用,其中氢键作用在水合过程中起主导作用,氢键强度的顺序是层板-阴离子(L-A)型＞阴离子-水(A-W)型＞层板-水(L-W)型＞水-水(W-W)型;随着层间水分子数的增加,层间距先略微降低后显著升高,cu3Fe-LDHs体系的Cu-O八面体被逐渐拉长,层板Cu2+的姜-泰勒畸变程度逐渐增大,体系的逐级水合能绝对值逐渐降低,说明Cu3Fe-LDHs的水合程度不会无限增加,而是具有一个饱和值.Cu3Fe-LDHs-1H2O构型接近理想六方晶胞,层板金属畸变程度最小,稳定性最高,层间距与实验值较吻合,推测其为实验上合成的Cu3Fe-LDHs较稳定的构型.

关键词：密度泛函理论、铜铁水滑石、超分子作用力、姜-泰勒效应、逐级水合能

所属期刊栏目：28

分类号：O641(物理化学（理论化学）、化学物理学)

在线出版日期：2012-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1869-1876