DFT指导下的氢氧化镁(101)表面改性：机理探究与性能优化

基于密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）的氢氧化镁（Mg(OH)_2）(101)表面改性机理研究，旨在深入理解分子层面上的改性剂与氢氧化镁表面相互作用，以期提升其分散性、聚合物相容性及阻燃效率等性能。以下是该研究的关键点概述：

DFT理论基础：

·      DFT作为量子力学方法，通过电子密度而非波函数来描述多电子系统，能够在较低计算成本下预测材料的物理化学性质，适用于分析表面改性过程中的吸附能和电子结构变化。

(101)表面的重要性：

·      Mg(OH)_2的(101)表面是其最稳定的晶面之一，DFT模拟有助于揭示改性剂与该表面的相互作用，如氢键、静电作用和化学键的形成。

改性剂的选择与作用机理：

·      研究聚焦于油酸、硅烷偶联剂及其他有机或无机分子作为改性剂，DFT揭示了这些改性剂如何通过覆盖羟基、形成共价或配位键改变表面性质，减少亲水性，增加憎水性，提高分散性。

改性效果的预测：

·      DFT通过计算改性前后的表面能、吸附能和表面重构，预测改性对Mg(OH)_2颗粒稳定性和在高分子复合材料中的分散性的影响。

性能提升：

·      表面改性的目标是提升氢氧化镁作为阻燃剂和填充剂的性能，DFT研究有助于设计有效的改性策略，预测何种改性剂能最佳改善与聚合物基体的界面结合，提升复合材料性能。

结论： DFT在氢氧化镁(101)表面改性机理研究中的应用，为开发高效、环境友好的改性策略提供了理论支持，推动了材料科学领域的技术革新和应用发展。