刘晓明 作品数:15 被引量:64 H指数:4 供职机构: 浙江工业大学 更多>> 发文基金: 浙江省自然科学基金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 理学 一般工业技术 金属学及工艺 化学工程 更多>>
铜锌铝三元水滑石畸变结构和稳定性的理论研究 被引量:7 2010年 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. 倪哲明 姚萍 刘晓明 王巧巧 胥倩关键词:水滑石 JAHN-TELLER效应 结合能 密度泛函理论 N-4-苯甲酰基-N’-4-苯基硫脲体与卤素阴离子相互作用的密度泛函理论研究 <正>采用混合密度泛函B3LYP方法,对N-4-苯甲酰基-N’-4-苯基硫脲体及其与卤素阴离子(F-,Cl-,Br-)形成的复合物进行研究。从几何结构参数、振动光谱、Mulliken电荷布居分析、前线轨道、以 刘晓明 姚萍 胥倩 王巧巧 倪哲明关键词:阴离子识别 密度泛函理论 文献传递 Mg/Al水滑石的焙烧产物吸附酸性红88的动力学和热力学机理研究 被引量:26 2011年 文章研究了Mg/Al水滑石焙烧产物(LDO)对酸性红88(AR88)的吸附性能及其机理.考察了温度对其吸附性能的影响,探讨了吸附过程的动力学和热力学规律.热力学研究表明:LDO对AR88的吸附过程稍符合Langmuir等温吸附.从Langmuir等温式计算的ΔH,ΔS为负值,表明吸附过程为放热、熵减小的过程,这是因为LDO在吸附酸性染料后恢复了层状结构;不同温度下ΔG均为负值,表明吸附过程是自发进行的.动力学研究表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,动力学计算吸附过程的活化能Ea=54.53 kJ·mol-1.利用Materials Studio 4.3软件中的CASTEP程序模块和Focite模块模拟了AR88染料分子在Mg/Al水滑石(LDHs)的尺寸大小和排列方式,推测吸附机理是以表面吸附占主要优势并伴有少部分插层. 倪哲明 王巧巧 姚萍 刘晓明 李远关键词:动力学 热力学 镁锡水滑石中的超分子作用 被引量:4 2010年 通过构建镁锡水滑石(Mg3Sn-LDHs-yH2O)周期性计算模型,基于密度泛函理论,用CASTEP程序模块,进行模型的几何全优化.对各体系的结构参数、Mulliken电荷布居、态密度(DOS)、逐级水合能等进行分析,探究客体CO320-和H2O的分布形态及其与主体层板的超分子作用.结果表明,[Mg6Sn2(OH)16]4+层间插入客体阴离子CO320-和水分子后,主客体间存在着较强的超分子作用力,主要包括静电和氢键作用,且氢键作用在水合过程中起主导作用,总体上层板-水(L-W)型/层板-阴离子(L-A)型氢键强度要强于阴离子-水(A-W)型/水-水(W-W)型氢键.随着层间水分子的增多,层间距先增大后又稍降低.当y=0、1时,客体所在的平面与主体层板平行,且与两层板的距离基本相等;当y=2、3时,客体以偏向某一层板的形式存在.与层间H2O相比,层间阴离子CO230-对体系态密度的影响更显著,层板与CO320-的总体作用力大于与H2O的总体作用力.随着水分子数的增加,Mg3Sn-LDHs-yH2O体系的逐级水合能绝对值逐渐降低,说明Mg3Sn-LDHs的水合程度不会无限增加,而是具有饱和量. 姚萍 倪哲明 胥倩 毛江洪 刘晓明 王巧巧关键词:密度泛函理论 水滑石 超分子作用 态密度 镁铝二元水滑石的焙烧产物对染料废水酸性红88的吸附 被引量:14 2009年 研究了镁铝水滑石的焙烧产物(LDO)对阴离子染料废水酸性红88(AR88)的吸附特征。分别考察了染料的初始浓度、吸附剂投加量、初始pH值、反应温度和竞争离子等因素的影响,并用XRD、红外光谱对水滑石以及吸附前后的LDO进行了表征。实验结果表明:LDO对高浓度的AR88具有良好的去除效果,在15℃、pH=10-11下,1.0g·L^-1的LDO对浓度为2000mg·L^-1的AR88的去除率可高达99.95%.吸附容量为1999.0mg·g^-1。经4次回收重复利用的LDO对AR88的去除率仍为90%以上。 王巧巧 倪哲明 张峰 毛江洪 姚萍 刘晓明关键词:镁铝水滑石 镁铝水滑石及其改性产物的表面性质研究(英文) 被引量:1 2010年 制备了Mg/Al摩尔比为3的镁铝水滑石(Mg/Al-LDHs),在500℃将Mg/Al-LDHs焙烧得到相应的焙烧产物(LDO),用十二烷基硫酸钠(SDS)对LDO改性得到对应的改性产物(SDS-LDO)。通过XRD和反相气相色谱表征了LDHs,LDO和SDS-LDO,计算了ΔG0,γSd和ΔGsp值。结果表明:随着SDS添加量由0%逐渐增加到8%,ΔG0和γSd值均有所降低,同时γSd值随着柱温的增加而降低。此外,极性探针分子与材料表面的ΔG0值包含色散力和费色散力两部分,表面改性使得ΔGsp降低。 张峰 倪哲明 曹晓霞 王巧巧 刘晓明关键词:水滑石 反相气相色谱法 表面自由能 水滑石焙烧产物对酸性黄49的吸附(英文) 2012年 研究了镁铝水滑石的焙烧产物(LDO)对阴离子染料废水酸性黄49(AY49)的吸附性能,分别考察了吸附剂用量、初始pH值、反应温度和竞争离子等因素的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律。研究表明:LDO用量为0.02 g,pH=10,T=288 k时,平衡吸附量与去除率分别是738.16 mg·L^(-1)及98.42%,去除AY49的实验数据符合Langmuir吸附等温线,吸附动力学符合准二级动力学模型,反应活化能为71.127 kJ·mol^(-1),表明LDO对AY49的吸附是由AY49与LDO之间的化学反应速率控制而不是两者之间的扩散作用。用XRD表征吸附前后LDO的结构,表明LDO对AY49的吸附是通过"结构记忆效应"来实现的。 倪哲明 付晓微 王巧巧 姚萍 刘晓明关键词:水滑石 酸性黄 N-4-苯甲酰基-N′-4-苯基硫脲体与卤素阴离子相互作用的密度泛函理论研究 刘晓明 姚萍 胥倩 王巧巧 倪哲明关键词:阴离子识别 层间水含量对Mg_3Al-LDHs-Cl力学特性的影响 被引量:3 2009年 构建水滑石(Mg3Al-LDHs-Cl-nH2O)周期性计算模型,采用密度泛函理论-赝势平面波法的CASTEP/LDA(局域密度近似)程序,在CA-PZ水平上对模型进行几何全优化和弹性常数计算.从弹性常数Cij、切变模量、杨氏模量和泊松比等方面研究了层间水分子含量(n)对材料力学性质的影响.计算结果表明,层间水分子含量对材料的力学性质有很大的影响.层间水分子能提高体系总体的抗压性能,当n=1时,材料的抗压性能最好;当n=2时,材料的抵抗剪切变形的能力最差,体系最柔软.层间水分子对材料杨氏模量的影响较大,对泊松比的影响并不明显.且层间水分子对材料横向的力学性能起到平均化作用,最终使材料在x轴和y轴方向上的抗压性能和膨胀率趋于一致. 倪哲明 胥倩 姚萍 毛江洪 刘晓明关键词:密度泛函理论 水滑石 三种Au(111)催化水煤气变换反应机理的比较 被引量:8 2010年 采用密度泛函理论对三种水煤气变换反应(WGSR)机理(氧化还原机理、羧基机理、甲酸基的生成机理)在Au(111)面上的反应历程进行详细讨论.通过对表面吸附物种(H2O、CO、OH、O、H、CO2、COOH、HCOO)的吸附行为进行研究,得到最佳活性吸附中心.对三种机理中的14个基元反应的活化能进行分析,得出WGSR在Au(111)上按照羧基机理和氧化还原机理进行的可能性较大,按照甲酸基的生成机理进行的可能性较小.相比较羧基机理和氧化还原机理,反应更有可能按照羧基机理进行,最佳反应途径为H2O-H→OH+CO→COOH+OH→CO2. 刘晓明 倪哲明 姚萍 胥倩 毛江洪 王巧巧关键词:密度泛函理论 AU(111)表面 反应机理