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DFT指導(dǎo)下的氫氧化鎂(101)表面改性:機(jī)理探究與性能優(yōu)化

作者:小編 瀏覽人數(shù):  次更新時(shí)間:2024-06-05

DFT指導(dǎo)下的氫氧化鎂(101)表面改性:機(jī)理探究與性能優(yōu)化

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基于密度泛函理論(Density Functional Theory, DFT)的氫氧化鎂Mg(OH)_2(101)表面改性機(jī)理研究,旨在深入理解分子層面上的改性劑與氫氧化鎂表面相互作用,以期提升其分散性、聚合物相容性及阻燃效率等性能。以下是該研究的關(guān)鍵點(diǎn)概述:

DFT理論基礎(chǔ):

·      DFT作為量子力學(xué)方法,通過電子密度而非波函數(shù)來(lái)描述多電子系統(tǒng),能夠在較低計(jì)算成本下預(yù)測(cè)材料的物理化學(xué)性質(zhì),適用于分析表面改性過程中的吸附能和電子結(jié)構(gòu)變化。

(101)表面的重要性:

·      Mg(OH)_2(101)表面是其最穩(wěn)定的晶面之一,DFT模擬有助于揭示改性劑與該表面的相互作用,如氫鍵、靜電作用和化學(xué)鍵的形成。

改性劑的選擇與作用機(jī)理:

·      研究聚焦于油酸、硅烷偶聯(lián)劑及其他有機(jī)或無(wú)機(jī)分子作為改性劑,DFT揭示了這些改性劑如何通過覆蓋羥基、形成共價(jià)或配位鍵改變表面性質(zhì),減少親水性,增加憎水性,提高分散性。

改性效果的預(yù)測(cè):

·      DFT通過計(jì)算改性前后的表面能、吸附能和表面重構(gòu),預(yù)測(cè)改性對(duì)Mg(OH)_2顆粒穩(wěn)定性和在高分子復(fù)合材料中的分散性的影響。

性能提升:

·      表面改性的目標(biāo)是提升氫氧化鎂作為阻燃劑和填充劑的性能,DFT研究有助于設(shè)計(jì)有效的改性策略,預(yù)測(cè)何種改性劑能最佳改善與聚合物基體的界面結(jié)合,提升復(fù)合材料性能。

結(jié)論: DFT在氫氧化鎂(101)表面改性機(jī)理研究中的應(yīng)用,為開發(fā)高效、環(huán)境友好的改性策略提供了理論支持,推動(dòng)了材料科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)革新和應(yīng)用發(fā)展。



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