层状复合金属氢氧化物理论模拟分子力场的建立及其结构拓扑转变研究
发布时间：2020-12-04 12:38
层状复合金属氢氧化物（LDHs）材料具有纳米尺度的二维层状结构,其晶体结构可热致拓扑转变,在层状功能材料的构筑和高分散催化剂的设计中表现出独特的优势,但分子动力学模拟方法已无法满足快速发展的LDHs构效关系的研究需求。本论文从LDHs组成基元的结构特点出发,设计并发展了适用于LDHs的分子力场（LDHFF力场）,完善了LDHs材料分子动力学模拟方法,显著拓展了LDHs材料分子模拟的时间和空间尺度。在此基础上,将理论模拟与实验技术相结合,系统地研究了LDHs热致拓扑转变的结构演变机理,在原子水平上揭示了金属原子的拓扑迁移规律。论文工作为LDHs新型功能材料的构筑及其构效关系的揭示提供了一定的理论方法。本论文主要研究内容与结论如下：（1）建立了LDHs材料模拟理论的分子力场（LDHFF）为LDHFF力场设计的势函数包括键伸缩作用项,键角弯曲作用项,交叉作用相,二面角扭曲项以及弱相互作用项,准确地反应了LDHs主体层板中金属元素的八面体六配位特点。基于密度泛函方法（DFT）,从组成LDHs主体层板的结构基元,即含三个金属原子（M）的团簇模型（[M3（OH2）9（OH）4]4]n+）的量子化学...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 LDHs材料概述
1.2.1 LDHs材料的组成和结构
1.2.2 LDHs材料的性质
1.2.3 LDHs材料应用研究进展
1.3 分子动力学模拟简介
1.4 LDHs材料的拓扑转变
1.4.1 拓扑转变简介
1.4.2 LDHs的热致拓扑转变现象
1.4.3 LDHs拓扑转变应用
1.5 本论文的研究内容,目的和意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目的和意义
参考文献
第二章 LDHs分子动力学模拟方法的发展
2.1 引言
2.2 研究方法和详细步骤
2.2.1 势函数设计
2.2.2 DFT计算团簇模型
2.2.3 分子动力学验证模型
2.2.4 计算方法设置
2.3 结果和讨论
2.3.1 力场参数化
2.3.2 力场的验证
2.3.2.1 结构验证
2.3.2.2 振动性质验证
2.3.2.3 能量性质验证
2.3.3 LDHFF的长时间动力学模拟
2.3.4 LDHFF应用
2.4 基于第一性原理方法的理论模拟
2.5 小结
参考文献
第三章 LDHs热致拓扑转变
3.1 引言
3.2 研究方法和详细步骤
3.2.1 实验部分
3.2.1.1 实验药品
3.2.1.2 MgAl-LDH制备
3.2.1.3 MgAl-LDH焙烧处理
3.2.1.4 表征技术
3.2.2 模拟部分
3.2.2.1 构建模型
3.2.2.2 模拟细节
3.2.2.3 模拟的反应步骤
3.3 结果和讨论
3.3.1 LDH的结构表征和热重分析
3
2-在330℃温度下的分解"> 3.3.2 LDHs层间CO3
2-在330℃温度下的分解
3.3.3 LDHs主体层板在450℃温度下的脱水反应过程
3.3.4 晶相在800℃温度下的脱水反应过程
3.4 小结
参考文献
第四章 结论
本论文创新点
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
北京化工大学博士研究生学位论文答辩委员会决议书
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDHs材料的结构、性质及其应用研究进展[J]. 孙金陆,甄卫军,李进. 化工进展. 2013(03)
[2]大黄素/Mg-Zn-Al-LDHs纳米杂化物的制备及缓释性能研究[J]. 戴肖南,王其鹏,朱正,段冉冉. 山东大学学报(工学版). 2012(01)
[3]气体阻隔材料制备技术的研究进展[J]. 秦柳,安瑛,刘勇,丁玉梅,谢鹏程,杨卫民. 塑料. 2011(06)
[4]顺丁橡胶/天然橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的研究[J]. 谷正,宋国君,王宝金,王海龙,王树龙. 特种橡胶制品. 2008(02)
[5]水滑石作为药物载体——萘普生的插层和缓释[J]. 彭霞辉,黄可龙,焦飞鹏,赵学辉,于金刚. 功能材料. 2006(03)
[6]Cu-Ni-Mg-Al-CO3四元水滑石的合成及结构分析[J]. 冯拥军,李殿卿,李春喜,王子镐,EVANS,D.G,段雪. 化学学报. 2003(01)
博士论文
[1]层状双羟基复合金属氧化物薄膜的取向组装及催化性能研究[D]. 雷晓东.北京化工大学 2006
本文编号：2897620
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 LDHs材料概述
1.2.1 LDHs材料的组成和结构
1.2.2 LDHs材料的性质
1.2.3 LDHs材料应用研究进展
1.3 分子动力学模拟简介
1.4 LDHs材料的拓扑转变
1.4.1 拓扑转变简介
1.4.2 LDHs的热致拓扑转变现象
1.4.3 LDHs拓扑转变应用
1.5 本论文的研究内容,目的和意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目的和意义
参考文献
第二章 LDHs分子动力学模拟方法的发展
2.1 引言
2.2 研究方法和详细步骤
2.2.1 势函数设计
2.2.2 DFT计算团簇模型
2.2.3 分子动力学验证模型
2.2.4 计算方法设置
2.3 结果和讨论
2.3.1 力场参数化
2.3.2 力场的验证
2.3.2.1 结构验证
2.3.2.2 振动性质验证
2.3.2.3 能量性质验证
2.3.3 LDHFF的长时间动力学模拟
2.3.4 LDHFF应用
2.4 基于第一性原理方法的理论模拟
2.5 小结
参考文献
第三章 LDHs热致拓扑转变
3.1 引言
3.2 研究方法和详细步骤
3.2.1 实验部分
3.2.1.1 实验药品
3.2.1.2 MgAl-LDH制备
3.2.1.3 MgAl-LDH焙烧处理
3.2.1.4 表征技术
3.2.2 模拟部分
3.2.2.1 构建模型
3.2.2.2 模拟细节
3.2.2.3 模拟的反应步骤
3.3 结果和讨论
3.3.1 LDH的结构表征和热重分析
3
2-在330℃温度下的分解"> 3.3.2 LDHs层间CO3
2-在330℃温度下的分解
3.3.3 LDHs主体层板在450℃温度下的脱水反应过程
3.3.4 晶相在800℃温度下的脱水反应过程
3.4 小结
参考文献
第四章 结论
本论文创新点
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
北京化工大学博士研究生学位论文答辩委员会决议书
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDHs材料的结构、性质及其应用研究进展[J]. 孙金陆,甄卫军,李进. 化工进展. 2013(03)
[2]大黄素/Mg-Zn-Al-LDHs纳米杂化物的制备及缓释性能研究[J]. 戴肖南,王其鹏,朱正,段冉冉. 山东大学学报(工学版). 2012(01)
[3]气体阻隔材料制备技术的研究进展[J]. 秦柳,安瑛,刘勇,丁玉梅,谢鹏程,杨卫民. 塑料. 2011(06)
[4]顺丁橡胶/天然橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的研究[J]. 谷正,宋国君,王宝金,王海龙,王树龙. 特种橡胶制品. 2008(02)
[5]水滑石作为药物载体——萘普生的插层和缓释[J]. 彭霞辉,黄可龙,焦飞鹏,赵学辉,于金刚. 功能材料. 2006(03)
[6]Cu-Ni-Mg-Al-CO3四元水滑石的合成及结构分析[J]. 冯拥军,李殿卿,李春喜,王子镐,EVANS,D.G,段雪. 化学学报. 2003(01)
博士论文
[1]层状双羟基复合金属氧化物薄膜的取向组装及催化性能研究[D]. 雷晓东.北京化工大学 2006
本文编号：2897620
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/2897620.html
