Forskare vid Queen Mary, Universitet av London och Université Paris Sud har använt Accelrys "densitet (DFT) kod CASTEP att studera bildandet av lera-polymer nanokomposit material genom att själv katalyseras in situ intercalative polymerisation. 
| Figur 1. Metanal samordnas för att aluminium i tetradral lager av montmorillonit aktiveras mot nucleophilic attack av etylendiamin. |
Clay-polymera nanokompositer och deras potentiella tillämpningar Clay-Polymer nanokomposit material har nyligen rönt stor uppmärksamhet eftersom de erbjuder bättre mekaniska och termiska egenskaper jämfört med konventionella material. På grund av dessa förbättrade egenskaper de hittar tillämpning inom elektronik-, bil-, och industrier inredning. Beredning av Clay-polymera nanokompositer med Intercalative polymerisation En beredning av lera-polymer nanokompositer är på plats intercalative polymerisation. Denna process innebär mekanisk blandning av lermineral med erforderlig monomer. Monomer intercalates sedan inom mellanskiktet och främjar delaminering. Polymerisation följer, som initierats av ett antal olika sätt, att ge linjär eller tvärbunden polymer matriser. Ofta lermineral måste spridas med en pre-svullnad steg i långa kedjor alkylammonium jon interkalering att hjälpa exfoliering. Själv Catalyzed på plats Intercalative polymerisation En nyligen upptäckt förberedelser, som kallas "self-katalyseras in situ intercalative polymerisation", liknar på plats intercalative polymerisation, men skiljer sig i det faktum att ingen förbehandling av lera krävs. Modellering Self Catalyzed på plats Intercalative polymerisation process Rapportering i Journal of American Chemical Society, Stephen Stackhouse och Peter Coveney av Queen Mary, University of London, och Eric Sandre av Université Paris Sud, beskriva hur de används Accelrys " CASTEP att ge teoretiska insikter i den mekanism för denna nya processen genom att bestämma den roll som leran matrisen. Forskarna beskriver först arbete som utförts på ett specifikt exempel, som Metanal med etylendiamin inom natrium montmorillonit mellanskikt, och sedan diskutera den roll som leran strukturen kan spela i katalys och potentiella Bronsted och Lewis surhetsgrad i natrium montmorillonit. Forskarna diskuterar sedan tidigare i silico arbete på lermineral som leder till resonemanget bakom deras användning av DFT - det faktum att denna metod är särskilt lämpad för studier av kristallina material (t.ex. lera och zeoliter) när den används tillsammans med periodiska gränsen förutsättningar och en plan-våg grund set. Använda CASTEP att optimera processen Använda CASTEP som optimeringsmetoder på periodiska modell system från Cerius 2 4,2 s strukturella databas visade Coveney och team som närheten till isomorfa substitution platser inom silikat lagren har en markant effekt på Bronsted surhetsgraden i hydroxylgrupper. Den hydroxylgrupper är längre från nätverket magnesium-för-aluminium substitution är mer Bronsted surt, men det visade sig att det var energiskt gynnsam för att vara närmare substitution webbplatser. Simuleringarna visade också att monomeren katalys sker på mineral-lattice kanten. Här exponeras Al 3 + joner och grupper hydroxi fungera som Lewis och Bronsted webbplatser syra, respektive. |