水滑石剥离能的构效关系挖掘

基于层状双金属氢氧化物(水滑石)的插层和二维材料在化工生产中有着重要应用。剥离能是制备水滑石层状材料的关键性能参数,其起源和影响机制仍未有清晰的认知。在本研究中,基于自旋轨道耦合和色散校正的DFT计算系统,研究了不同金属成分水滑石的形成能和剥离能及其特征相关因子。结果表明:水滑石剥离能与石墨烯、hBN和MoS_(2)等二维材料剥离能(18~32 meV/A^(2))相似,不同金属成分的水滑石剥离能在15~50 meV/A^(2)之间。机器学习分析揭示,在层间阴离子确定的前提下,水滑石剥离能与氧八面体容忍因子的倒数呈指数关系。研究结果不仅提供了水滑石剥离能的关键数据,而且揭示了水滑石剥离能与其拓扑结构的相关性,为筛选制备新型水滑石层状材料提供了理论依据和设计原则。