1、層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides,簡寫為LDHs),又稱陰離子粘土或水滑石類化合物,是一種具有特殊層狀構(gòu)型的功能材料。由于該材料主體層板元素的可調(diào)控性和層間客體的可交換性,為此類材料的迅速發(fā)展提供了廣闊的空間,使其在離子交換、吸附、催化、醫(yī)藥、光、電、磁等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
　　 密度泛函理論探討銅鋅鋁三元水滑石的畸變結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性:通過模擬不同含銅量的三元水滑石(CuxZn3-x

2、Al-LDHs,x=0-3)的微觀結(jié)構(gòu),深入分析各體系的結(jié)構(gòu)參數(shù)、氫鍵、Mulliken電荷布居、結(jié)合能等,總結(jié)體系中的Jahn-Teller效應(yīng)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明,隨著層板上Cu2+取代Zn2+的增多,晶胞對稱性變差,但銅的Jahn-Teller效應(yīng)對中心三價(jià)鋁離子的影響較小。CuxZn3-xAl-LDHs(x=0-3)體系中離子鍵基本上逐漸變強(qiáng),共價(jià)鍵逐漸變?nèi)?體系整體上由共價(jià)型晶體向離子型晶體轉(zhuǎn)變。體系中Jahn-Te

3、ller效應(yīng)導(dǎo)致的畸變會使主客體作用力增強(qiáng),其中靜電作用力減弱,氫鍵強(qiáng)度變大,且氫鍵作用更占優(yōu)勢?？傮w上,體系的結(jié)合能絕對值逐漸減小,體系穩(wěn)定性降低。
　　 銅鋅鎂鋁四元水滑石的微觀結(jié)構(gòu)探究:用密度泛函理論-贗勢平面波法優(yōu)化計(jì)算(M)-Ⅳ-LDHs(M=Zn,Mg,Cu)的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì),探討體系的畸變情況和穩(wěn)定性,尋找銅在LDHs層板中的最佳排列位置。Jahn-Teller效應(yīng)并不僅存在于d軌道未排滿的Cu2+和Zn2+中,在

4、p軌道未排滿的Mg2+中也存在,且未飽和的d、p軌道共同影響著金屬離子Jahn-Teller畸變的大小。從(Zn)-Ⅳ-LDHs、(Mg)-Ⅳ-LDHs到(Cu)-Ⅳ-LDHs,體系的平均金屬畸變角ΔθOMO逐漸增大,體系獲得了逐漸增多的Jahn-Teller穩(wěn)定化能。其中,銅八面體逐漸從壓扁的八面體向穩(wěn)定的拉長的八面體形式轉(zhuǎn)變。總體上,體系的結(jié)合能絕對值逐漸增大,體系趨于穩(wěn)定,Cu在晶胞頂點(diǎn)的(Cu)-Ⅳ-LDHs構(gòu)型是較理想的構(gòu)型。

5、
　　 鎂錫水滑石中的超分子作用研究:通過模擬簡單無機(jī)陰離子插層鎂錫水滑石的微觀結(jié)構(gòu),在層間加入不同個(gè)數(shù)的水分子,深入討論客體陰離子、層間水分子以及主體層板三者之間的相互作用、成鍵、氫鍵分布、電子性質(zhì)等。Mg3Sn-LDHs層間插入客體陰離子和水分子后,主客體間存在著較強(qiáng)的超分子作用力,主要包括靜電和氫鍵作用,且氫鍵作用在水合過程中起主導(dǎo)作用。隨著層間水分子的增多,層間距先增大后又稍降低。當(dāng)y=0,1時(shí),客體所在的平面與主體層板