阴离子对Mg(OH)2晶体生长及形貌的影响机理

程沛，李雪,2,3，裴冰野，常睿璇，孙晓君，丁珂，范天博,2,3，刘云义,2,3

（1沈阳化工大学化学工程学院，辽宁 沈阳 110142；2辽宁省化工应用重点实验室，辽宁 沈阳 110142；3辽宁精细化工协同创新中心，辽宁 沈阳 110142）

阴离子对Mg(OH)2晶体生长及形貌的影响机理

程沛1，李雪1,2,3，裴冰野1，常睿璇1，孙晓君1，丁珂1，范天博1,2,3，刘云义1,2,3

（1沈阳化工大学化学工程学院，辽宁 沈阳 110142；2辽宁省化工应用重点实验室，辽宁 沈阳 110142；3辽宁精细化工协同创新中心，辽宁 沈阳 110142）

以轻烧粉、氯化铵、硝酸铵、乙酸铵、硫酸铵为原料，氨气为沉淀剂，采用氨循环法制备氢氧化镁晶体，并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对其进行表征分析。采用 Materials Studio 分子模拟软件中的CASTEP模块，计算了 Cl−、、CH3COO−对氢氧化镁晶体 (001)、(101) 晶面生长的影响。结果表明，采用不同的镁盐得到不同形貌的氢氧化镁晶体阴离子电负性越大，对晶体形貌影响越小；Mg(OH)2晶体的(001)、(101)晶面能量与布居数分析表明，Cl−、、CH3COO−使晶体的(001)、(101)面的表面能增大、Fermi能级减小，阴离子与(001)、(101) 晶面之间形成新的具有微弱共价性的离子键，影响晶体晶面的生长。理论计算较好地解释了不同形貌的氢氧化镁晶体的形成原因。

轻烧粉；电负性；分子模拟；布居数；机理

Abstract:The magnesium hydroxide crystals were prepared by ammonia circulation method,using light burning powder,ammonium chloride,ammonium nitrate,ammonium acetate and ammonium sulfate as raw materials and ammonia gas as precipitant.X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM) have been employed to characterize these products.The effects of Cl−,and CH3COO−on the growth of (001) and (101)crystal planes of magnesium hydroxide crystals were calculated by the CASTEP module in the Materials Studio molecular simulation software.The results showed that magnesium hydroxide crystals with different morphologies were obtained by different magnesium salts.The larger the anionic electronegativity was,the smaller the effect on the crystal morphology.The (001) and (101) crystal face energy and population analysis of Mg(OH)2crystals showed that the surface energy increased and Fermi energy decreased of (001) and (101) planes of the crystals with Cl−,and CH3COO−.New ionic bond with weak covalency was formed between anion and the (001) and (101) planes which affected the growth of the crystal plane.The theoretical calculations explainedthe formation of magnesium hydroxide crystals with different morphologies.

Key words:light burning powder; electronegativity; molecular simulation; population; mechanism

引 言

近年来，随着塑料、橡胶、涂料、合成纤维等高聚物材料的广泛应用，其易于燃烧的性质同时也带来了巨大的社会危害，因此含有阻燃剂的塑料越来越受到人们的关注[1-4]。无机阻燃剂由于具有低烟、无毒、热稳定性好、价格低廉等优点，广泛应用于塑料中，在国内外日益被广泛采用。无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、无机磷化合物、硼酸盐、氧化锑、钼化合物等。氢氧化镁具有良好的阻燃性能，符合当今要求阻燃剂少烟、低毒的发展趋势。氢氧化镁热分解温度高达 350℃，比目前常用的无机阻燃剂氢氧化铝高出 140℃，可以使添加氢氧化镁的合成材料承受更高的加工温度，利于加快挤塑速度，缩短模塑时间，同时有助于提高阻燃效率[5-8]。氢氧化镁作为高性能无机阻燃剂，其微观尺度、结晶形貌和分散情况等方面均会对其阻燃效果产生影响，对氢氧化镁来说，(001)晶面为极性较弱面，(101)面为极性较强面，(001)晶面与(101)晶面衍射峰强度的比值，反映了其表面极性的强弱。I001/I101的值越大，晶体的非极性越强，由相似相容原理可知，越容易添加到有机聚合物中，对添加材料的力学性能影响越小[9-14]。作为添加型阻燃剂，对氢氧化镁颗粒性质有特殊要求，即颗粒表面极性小、颗粒不易集聚或成团结块，在非极性材料中具有很好的相容性和分散性。在氢氧化镁制备过程中，对其形貌和分散性的调控方法[15-17]，以及对氢氧化镁的晶体微观生长习性的研究变得尤为重要。

由于氢氧化镁的形貌对其阻燃性能有重要的影响，本文通过实验研究与计算模拟两部分，着重探讨反应过程中阴离子基团对氢氧化镁晶体形貌的影响。应用Materials Studio软件中的CASTEP模块对氢氧化镁生长习性问题进行理论计算，由于阳离子对晶体形貌影响较小，所以主要探讨阴离子对氢氧化镁晶粒的形态及生长习性的影响[18-25]。

1 实验部分

1.1 实验试剂、仪器及步骤

主要实验试剂：轻烧粉（含MgO 84%）；氨气（分析纯）；氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、乙酸铵（分析纯）；其他所用试剂均为分析纯。主要实验设备：施博达仪器设备公司 5KCF-10型快开式迥转搅拌反应釜；德国Bruker公司D8型X射线衍射仪(XRD)（Cu靶，Kα射线，管电压40 kV，管电流40 mA；步长 0.05 (°)·s−1，扫描范围 10°～80°）；日本JSM-6360LV扫描电镜。

实验步骤：称取一定量的轻烧粉与铵盐（NH4R，其中 R 分别为 Cl−、、CH3COO−），以NH+4:Mg2+物质的量比为2.2:1，配制成1000 ml溶液，于90～100℃温度下进行蒸氨反应2～3 h，再经抽滤得到镁盐（镁盐MgR，其中R分别为Cl−、、CH3COO−）精制液；将制得的镁盐精制液于5 L的密闭反应釜中，通入氨气进行沉镁反应。主要的反应式如下

1.2 实验结果与讨论

分别以制备的 MgCl2、Mg(NO3)2、Mg(CH3COO)2、MgSO4精制液为镁源，氨气为沉淀剂，在75和120℃下合成Mg(OH)2，各产品X射线衍射谱图如图1所示。

由图1氧化镁的XRD分析可知，以MgCl2、Mg(NO3)2、Mg(CH3COO)2、MgSO4精制液为镁源，在 75℃下合成的产品的 XRD 衍射峰和 MgCl2、Mg(NO3)2、Mg(CH3COO)2精制液在120℃下合成的产品 XRD衍射峰的峰型尖锐且无杂峰，表明Mg(OH)2纯度较高。以MgSO4为镁源在120℃下合成的产品 XRD衍射图与碱式硫酸镁标准卡片基本一致，所以产品为纯相碱式硫酸镁MgSO4·5Mg(OH)2·2H2O。(001)晶面与(101)晶面衍射峰强度的比值可以反映其表面极性的强弱[21]；随着合成温度的升高，Mg(OH)2晶体的(001)晶面衍射强度有所增大，且由表1可以看出，随着合成温度的升高Mg(OH)2晶体的微观应力逐渐减小，并且随着Mg(OH)2晶体的XRD的I001/I101比值的逐渐升高而减小。其中微观应力采用Williamson-Hall法计算，见式(3)

式中，FW(S)是晶体微观应变引起的加宽，θ是衍射角。这表明镁源相同时，温度的升高使晶体的主要生长方向发生改变，(101)面生长受到抑制，导致Mg(OH)2晶体沿(001)面生长，产品趋于呈六方片状；相同温度不同镁源时，由于阴离子的影响，导致 Mg(OH)2晶体的表面微观应力不同，结合 SEM图（图2）可以看出，Mg(OH)2晶体的表面微观应力越小，I001/I101比值越高，Mg(OH)2晶体越趋于规则的六方片状。

按照戴益民等[26]的阴离子基团的电负性计算方法，电负性由大到小的顺序排列为：。可以看出阴离子基团的电负性越大，所生成的氢氧化镁平均粒径越小，在OH−浓度相同的情况下，阴离子的电负性越大，在溶液中电离程度越高，离子化程度越高，分散越均匀，晶体表面吸附的阴离子越少，对结晶基本单元Mg(OH)64−的生成和生长的对称性的影响相对就越弱，使氢氧化镁的结晶过程各向同性增强，结晶表面极性降低，团聚现象随之减少，表现为氢氧化镁产品颗粒分散性好、粒径均匀；温度升高时，产品呈现规则的六方片状。这表明高温有利于六方片状的Mg(OH)2晶体生长，高温体系中晶体的生长方向发生变化。这是因为由低温到高温过程中，晶体生长会经历一个溶解再结晶的过程，在再结晶过程中溶液环境相对更加均匀，更加趋于“均相沉淀”，晶体生长环境相对更自由，趋于理想状态生长；使Mg(OH)2颗粒表面的极性减弱和微观内应力降低，结构更稳定，由此导致晶体的宏观性质发生明显变化，团聚趋势大大减弱、颗粒大小更加均匀，形貌更趋于规则等。

图1 不同镁盐制备的氢氧化镁的XRD谱图Fig.1 XRD patterns of products with different magnesium salt

图2 不同合成温度和镁盐制备的产品SEM图Fig.2 SEM images of products at different synthetic temperatures with magnesium salts

2 氢氧化镁晶体的生长机理分析

Mg(OH)2是极性晶体，有极轴，且极轴两端界面结构不同，正极面为Mg2+，负极面为OH−，在溶剂中加入不同离子可调节晶界面与溶剂的相互作用来控制晶面的相对生长速率，进而控制晶体的生长习性[23]。镁盐对Mg(OH)2形貌的影响可认为是在晶体生长过程中，阴离子通过静电作用吸附在Mg(OH)2晶体表面，影响晶体的成核与生长，从而改变晶体生长习性，得到不同形貌的氢氧化镁。采用Materials Studio分子模拟软件对六方晶系氢氧化镁晶体形态进行预测，计算采用基于密度泛函理论的 CASTEP 模块[27-29]来研究 Cl−、NO−3、CH3COO−对氢氧化镁晶体生长的影响。采用CASTEP程序和广义梯度近似方法 GGA，交换相关函数由GGA-PBE来处理[30-31]，几何优化采用超软赝势处理电子-离子相互作用，在结构优化时电子最小化方案为 Pulay 密度混合方案波函数[32]。通过 BFGS（拟牛顿法）方法进行优化，以得到能量最低时的晶体结构。设定优化收敛精度总能量为 1.0×10−4eV，电子波函数取截断能为260 eV的平面波基矢展开，模拟环境温度设置为393 K，压力60 KPa。以Mg(OH)2的(001)，(101)面真空slab（真空层厚度均设为1.8 nm，thickness为3.0，2倍超晶胞）为主要考察晶面进行模拟研究。氢氧化镁晶体数据由无机晶体结构数据库 (inorganic crystal structure database，ICSD) 中获得，氢氧化镁属六方晶系，所属空间群为P-3M1，氢氧化镁分子结构的晶胞参数为a=b=3.142，c=4.766，α=β=90°，γ=120°[33-36]。晶胞结构和理想生长形貌与实验制得产品形貌如图3～图5所示。

表1 不同镁盐不同温度下制备的氢氧化镁的微观应力、半高宽、X射线衍射峰在(001)与(101)面的强度比Table 1 Microscopic internal strain and FWHM by different magnesium salts at different temperatures and ratio of intensity on crystal plane (001) and (101)

图3 氢氧化镁单晶胞Fig.3 Mg(OH)2crystal cell

图4 氢氧化镁晶胞表面slab模型Fig.4 Unit cell surface slab model of Mg(OH)2

图5 氢氧化镁的理想与实际生长形貌Fig.5 Ideal and practical growth morphology of Mg(OH)2

2.1 理想条件下氢氧化镁(001)表面及(101)面的性质

由表1能量计算结果可见，Mg(OH)2晶胞的(001)面能量比(l01)面能量更低。由于(001)面表面能低，更为稳定，Mg(OH)2生长基元不容易与之结合。(001)晶面生长缓慢，容易保留下来，最终成为顽强显露晶面。

分别计算 Cl−、、CH3COO−对(001)、(101)晶面的吸附能、Fermi能级以及平均键布居数如表2和表3所示。离子吸附能按式（4）计算

表2 氢氧化镁 (001)和(101)晶面的表面能、Fermi能级Table 2 Adsorption energy and Fermi energy of Mg(OH)2(001) and (101) plane

式中，N表示吸附在超晶胞表面的吸附A−的数目；EA−/Mg(OH)2slab，EMg(OH)2slab和EA−分别表示吸附后的体系、吸附前的Mg(OH)2真空slab基底和孤立A−的总能量。表面能按式（5）计算

表3 氢氧化镁晶体 (001)、(101)面的平均键布居数Table 3 Surface of Mg(OH)2(001) and (101) plane's average bond mulliken

式中，γ为含有N个Mg(OH)2的晶体表面所具有的表面能；N为表面单胞所含Mg(OH)2数；EA−,slab为含有吸附 A−后，N个 Mg(OH)2的表面单胞的能量；EMg(OH)2体相中每个Mg(OH)2的能量。

由表2 Mg(OH)2晶体的(001)、(101)晶面的表面能和 Fermi能级可知，由于 Cl−、、CH3COO−的影响，氢氧化镁晶体的(001)、(101)晶面的表面能和Fermi能级均增大，CH3COO−对Mg(OH)2晶体的(001)、(101)晶面影响较大，晶面能量增大较多，所以晶面稳定性较差，Cl−对晶体的(001)、(101)晶面影响较小，能量相对较低；由于Mg(OH)2晶体吸附Cl−、、CH3COO−后(001)面和(101)面 Fermi 能级均有所增加，所以(001)、(101)晶面前线价电子活跃度增加，使(001)和(101)晶面增加了可以与晶体生长基元发生键合的“活性位点”，更容易与生长基元相结合，即(001)和(101)晶面变得不稳定，所以能够生成四方块状、六方片状、薄片状、花瓣状等不同形貌的氢氧化镁晶体。由图2可知，随着温度的升高Mg(OH)2晶格发生转变，晶体的生长环境更加自由，趋于理想的六方片状生长。

根据表3的平均键布居数（布居是指电子在各原子轨道上的分布，其反映了分子中原子成键情况）可知，Cl−、、CH3COO−吸附后 Mg(OH)2晶体的(001)与(101)晶面增加了新的微弱共价性的离子键；O—Mg和 H—Mg 键平均键布居数较洁净(001)、(101)表面键布居数有所减小(离子性增强)，其中 CH3COO−使其减小最多，(001)面、(101)晶面生长活性增大，所以能够生成花瓣状和薄片状氢氧化镁晶体。Cl−对 O—Mg 键平均键布居数影响较小，所以能够生成规则的六方片状晶体。

3 结 论

（1）不同镁盐在75和120℃下得到的氢氧化镁晶体的XRD衍射图和SEM图表明，温度和阴离子使晶体的(001)与(101)晶面生长速度和生长方向发生改变，温度越高、阴离子电负性越大，Mg(OH)2晶体微观内应力越小，结晶过程各向同性增强，结晶表面极性降低，表面能越小，稳定性越强，晶体形貌越规则，趋于六方片状生长。

（2）计算结果表明，Cl−、、CH3COO−对Mg(OH)2晶体的(001)，(101)晶面的表面能和Fermi能级均有影响，其中 CH3COO−对 Mg(OH)2晶体的(001)、(101)晶面的表面能和Fermi能级影响较大，能量增加得多，导致(101)晶面快速生长，难以成为最后的顽强显露面；对布居数分析表明，Cl−、CH3COO−的吸附，使其布居数减小，并增加了新的化学键，导致晶体的(001)，(101)面电子云密度增大、分布不均匀，所以晶面生长习性发生改变，(001)面显露比例下降，其中 Cl−、影响较小，晶体大部分呈规则的六方片状；CH3COO−影响较大；表面能、Fermi能级和布居数分析较好地解释了SEM图中，晶体呈现不规则薄片状，且团聚严重的现象。

[1]黄涛,乔建江,张颐年,等.氢氧化镁阻燃剂的制备及其应用[J].华东理工大学学报,2015,41(1): 60-65.HUANG T,QIAO J J,ZHANG Y N,et al.Preparation and application of magnesium hydroxide as flame retardant[J].Journal of East China University of Science and Technology 2015,41(1): 60-65.

[2]向兰,王靖.水热法制备纳米分散颗粒和晶须材料进展[J].化工学报,2014,65(7): 2638-2644.XIANG L,WANG J.Progress in hydrothermal formation of dispersive nanoparticles and whiskers[J].CIESC Journal,2014,65(7):2638-2644.

[3]李志强,吴庆流,向兰,等.常温合成条件对两步法制备氢氧化镁阻燃剂中试研究的影响[J].化工学报,2005,56(6): 1106-1111.LI Z Q,WU Q L,XIANG L,et al.Influence of synthesis condition on magnesium hydroxdie properties by two-step reaction on pilot scale[J].Journal of Chemical Industry and Engineering(China),2005,56(6): 1106-1111.

[4]董国义,葛世艳,韦志仁,等.水热法 α-Al2O3自发结晶和形态控制[J].人工晶体学报,2004,33(3): 380-383.DONG G Y,GE S Y,WEI Z R,et al.Morphological forms control of α-Al2O3crystal spontaneously synthesized by hydrothermal method[J].Journal of Synthetic Crystals,2004,33(3): 380-383.

[5]SAIN M,PARK S H,SUHARA F,et al.Flame retardant and mechanical properties of natural fibre-PP composites containing magnesium hydroxide[J].Polymer Degradation and Stability,2004,83(2): 363-367.

[6]宋雪雪,李丽娟,时东,等.硫酸镁—氨气法生产氢氧化镁[J].盐湖研究,2013,21(4): 42-48.SONG X X,LI L J,SHI D,et al.Research of synthesizing magnesium hydroxide with magnesium sulfate and NH3[J].Salt Lake Research,2013,21(4): 42-48.

[7]BRINDLEY G W,CHIH C K.Stuctural and IR relations among brucite-like divalent metal hydroxide[J].Physies and Chemistry of Minerals.1984,10(4): 187-191.

[8]顾志宏.无卤阻燃剂氢氧化镁在 EPDM 中的应用研究[J].世界橡胶工业,2008,35(11): 1-4.GU Z H.Magnesium hydroxide as halogen-free flame retardant for EPDM applications[J].World Rubber Industry,2008,35(11): 1-4.

[9]吴湘锋.阻燃型氢氧化镁的制备及其在聚丙烯中应用技术研究[D].太原: 中北大学,2008.WU X F.Preparation of magnesium hydroxide as fire-retardant and application in polypropylene[D].Taiyuan: North University of China,2008.

[10]胡含,谢佳阳,李雪,等.氨气法制备多形貌氢氧化镁及对氧化镁活性的影响[J].无机盐工业,2014,46(9): 29-32.HU H,XIE J Y,LI X,et al.Preparation of Mg(OH)2with different morphology by ammonia methed and research of their influences on MgO activity[J].Journal of Inorganic Salt Industry,2014,46(9):29-32.

[11]李雪,程沛,侯睿,等.轻烧粉氨气法制备氢氧化镁阻燃剂的研究[J].无机盐工业,2016,48(11): 21-24.LI X,CHENG P,HOU R,et al.Preparation of Mg(OH)2with caustic calcined magnesia through ammonium circulation[J].Journal of Inorganic Salt Industry,2016,48(11): 21-24.

[12]罗仙平,王金庆,董竑君,等.纳米氢氧化镁的制备及表征方法研究进展[J].盐业与化工,2016,45(6): 14-19.LUO X P,WANG J Q,DONG H J,et al.Research progress of preparation and characterization of nano-magnesium hydroxide[J].Salt Industry and Chemical Industry,2016,45(6): 14-19.

[13]于文强,乔建江.高分散高微细阻燃型氢氧化镁合成工艺的研究[J].华东理工大学学报(自然科学版),2016,42(4): 521-528.YU W Q,QIAO J J.Synthesis of flame retardant magnesium hydroxide with high dispersion and high degree of fineness[J].Journal of East China University of Science and Technology (Natural Science Edition),2016,42(4): 521-528.

[14]魏海平.氨法制备氢氧化镁研究综述[J].化工管理,2016,402(5):207.WEI H P.Review of ammonia preparation of magnesium hydroxide[J].Chemical Management,2016,402(5): 207.

[15]王明帆,马祥伟,游轻寒,等.活性氢氧化镁水热改性制备分散性氢氧化镁[J].无机盐工业,2015,47(7): 29-31.WANG M F,MA X W,YOU Q H,et al.Preparation of dispersible magnesium hydroxideviahydrothermal modification of active magnesium hydroxide[J].Journal of Inorganic Salt Industry,2015,47(7): 29-31.

[16]李三喜,任晓宇,王松.水热改性对氢氧化镁的影响[J].沈阳工业大学学报,2015,37(4): 372-376.LI S X,REN X Y,WANG S.Effect of hydrothermal modification on magnesium hydroxide[J].Journal of Shenyang University of Technology,2015,37(4): 372-376.

[17]李秀红.片状氢氧化镁晶种的制备研究[J].安徽化工,2011,37(6):31-35.LI X H.Study on seeds of platelike magnesium hydroxide[J].Journal of Chemical Industry in Anhui,2011,37(6): 31-35.

[18]王小军,秦亮,何丹,等.2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮的晶体形貌预测[J].化学研究,2012,23(2): 17-21.WANG X J,QIN L,HE D,et al.Prediction of crystal morphology of 1-oxo-2,4,6-trinitro-2,4,6-triazacyclohexane[J].Chinese Journal of Chemical Research,2012,23(2): 17-21.

[19]崔文颖,刘子忠,蒋亚军,等.TiO2表面吸附三氟乙酸的密度泛函理论研究[J].化学学报,2012,70(19): 2049-2058.CUI W Y,LIU Z Z,JIANG Y J,et al.Density functional theory study on adsorption of trifluoroacetic acid on TiO2surface[J].Acta Chimica Sinica,2012,70(19): 2049-2058.

[20]徐昀.氧原子在Ni (110) 和Ni (111) 表面吸附的密度泛函理论研究[D].沈阳: 东北大学,2008.XU Y.A density functional theory study of oxygen adsorbed on Ni(110) and Ni (111) surfaces[D].Shenyang: Northeastern University,2008.

[21]熊晓玲,李兴亮,罗顺忠,等.六方 WO3晶体形貌模拟及最佳纳米尺度计算研究[J].计算机与应用化学,2013,30(4): 357-360.XIONG X L,LI X L,LUO S Z,et al.Simulation of crystal surface morphologies and calculation of minimum and optimum nano-particles of Hexagonal WO3[J].Computer & Applied Chemistry,2013,30(4): 357-360.

[22]朱树红.基于 CASTEP软件的硼氢化锂解氢机理的研究[J].装备制造技术,2016,262(10): 137-139.ZHU S H.Study on the mechanism of lithium hydride solution based on CASTEP software[J].Equipment Manufacturing Technology,2016,262(10): 137-139.

[23]周永红,范天博,刘露萍,等.六方片状氢氧化镁的合成及其第一性原理分析[J].化工学报,2016,67(9): 3843-3849.ZHOU Y H,FAN T B,LIU L P,et al.Prearation of hexagonal plates of magnesium hydroxide and mechanism analysis with first principles[J].CIESC Journal,2016,67(9): 3843-3849.

[24]范天博,王怀士,张研,等.高温体系合成六方片状氢氧化镁晶体生长机理的研究[J].人工晶体学报,2014,43(9): 2276-2280+2285.FAN T B,WANG H S,ZHANG Y,et al.Study on growth mechanism of hexagonal flake magnesium hydroxide crystal synthesized under high temperature systems[J].Journal of Synthetic Crystals,2014,43(9): 2276-2280 + 2285.

[25]丁绪淮,谈遒.工业结晶学[M].北京: 化学工业出版社,1985.DING X J,TAN Q.Industrial Crystallography[M].Beijing: Chemical Industry Press,1985.

[26]戴益民,聂长明.逐级加合均分法计算基团电负性公式的改进[J].南华大学学报(自然科学版),2007,21(2): 64-67.DAI Y M,NIE C M.Revised formuia for graddual sum even way to caculate group electronegativity[J].Journal of Nanhua University(Natural Science Edition),2007,21(2): 64-67.

[27]ZHANG Y Y,LIU X,XIONG Z H,et al.Compressional behavior of MgCr2O4spinel from first-principles simulation[J].Science China(Earth Sciences),2016,59(5): 989-996.

[28]SEGALL M D,LINDAN P J D,PROBER M J,et al.First-principles simulation: ideas,illustrations and the CASTEP code[J].Journal of Physics: Condensed Matter,2002,14(11): 2717-2744.

[29]FLORENCE A J,BARDIN J,JOHNSTON B,et al.Structure determination from powder data: mogul and CASTEP[J].Zeitschrift für Kristallographie Supplements,2009,2009(30): 215-220.

[30]PERDEW J P,BURKE K,ERNZERHOF M,et al.Generalized gradient approximation made simple[J].Phys.Rev.Lett,1996,77(18):3865-3868.

[31]MARLO M,MILMAN V.Density-functional study of bulk and surface properties of titanium nitride using different exchangecorrelation functional[J].Phys.Rev.B,2000,62(4): 2899.

[32]田凯,涂学炎,戴树珊.在 Rh(111)面上 NO+CO反应机理的密度泛函理论研究[J].高等学校化学学报,2008,29(12): 2360-2364.TIAN K,TU X Y,DAI S S.Density functional theory study of NO+CO reaction mechanism on the Rh(111) surface[J].High School Chemistry Report,2008,29(12): 2360-2364.

[33]吴争平,尹周澜,陈启元,等.氢氧化铝表面性质的 CASTEP计算及其晶面叠合分析[J].中国有色金属学报,2009,19(1):179-188.WU Z P,YIN Z L,CHEN Q Y,et al,CASTEP calculation of surface property of gibbsite and analysis of crystal surface combination[J].Journal of Nonferrous Metals,2009,19(1): 179-188.

[34]WANG G Y,QIU Z B.Crystalline morphology and crystallization kinetics of melt-miscible crystalline/crystalline polymer blends of poly(vinylidene fluoride) and poly(butylene succinate-co-24mol%hexamethylene succinate)[J].Chinese Journal of Polymer Science,2014,32(9): 1139-1148.

[35]贺战文,康少波.基于CASTEP软件的TiCx结构构建及性能研究[J].武汉轻工大学学报,2016,35(4): 43-46.HE Z W,KANG S B.Study of structure & properties of the nonstoichiometric of TiCxbased on CASTEP software[J].Journal of Wuhan University of Light Industry,2016,35(4): 43-46.

[36]CHEN Q Y,WU Z P,YIN Z L,et al.Bond population analysis on combination of favorable growth unit of Al(OH)3crystals[J].Trans.Nonferrous Met.Soc.China,2006,16(1): 191-197.

Influence mechanism of anions on growth and morphology of Mg(OH)2crystal

CHENG Pei1,LI Xue1,2,3,PEI Bingye1,CHANG Ruixuan1,SUN Xiaojun1,DING Ke1,FAN Tianbo1,2,3,LIU Yunyi1,2,3
(1College of Chemical Engineering,Shenyang University of Chemical Technology,Shenyang110142,Liaoning,China;2Key Laboratory of Applied Technology for Chemical Engineering Liaoning Province,Shenyang110142,Liaoning,China;
3Liaoning Collaborative Innovation Center of Fine Chemical Industry,Shenyang110142,Liaoning,China)

TQ 132.2

A

0438—1157（2017）10—3985—08

10.11949/j.issn.0438-1157.20170416

2017-04-16收到初稿，2017-07-06收到修改稿。

联系人：李雪。

程沛（1991—），男，硕士研究生。

国家重点基础研究发展计划项目(2014CB744300)；辽宁省自然科学基金项目(L2015020609)；辽宁省创新团队项目(LT2013010）。

Received date:2017-04-16.

Corresponding author:Prof.LI Xue,ltmlx@163.com

Foundation item:supported by the National Basic Research Program of China(2014CB744300),the Natural Science Foundation of Liaoning Province (L2015020609) and the Liaoning Provincial Innovation Team Project (LT2013010).