Publication detail

Geometry optimization of zirconium sulfophenylphosphonate layers by molecular simulation methods

Year: 2018

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Molecular Modeling

Publisher name: Springer

Place: New York

Page from-to: "10-1"-"10-12"

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Optimalizace geometrie vrstev sulfofenylfosfonátu zirkornia simulačními metodami	Klasické metody molekulárních simulací byly použity pro detailní strukturní popis 4-sulfofenylfosfonátu zirkoničitého a 4-sulfofenylfosfonátu fenylfosfonátu zirkoničitého s obecným vzorcem Zr (HO3SC6H4PO3) x (C6H5PO3) 2-x yH20 (x = 0,7-2, y = 0 nebo 2). Nejprve byly vypočteny modely popisující strukturu 4-sulfofenylfosfonátu zirkoničitého (x = 2) pro hydratované (y = 2) a dehydratované (y = 0) sloučeniny. Následně byly vypočteny modely pro dva smíšené 4-sulfofenylfosfonáty fenylfosfonáty zirkoničité (x = 1,3 a 0,7). Optimalizované modely naznačují, že přítomnost molekul vody mezi sulfo skupinami vytváří vrstvu voda- sulfonát se systémem vodíkových vazeb. Předpokládáme, že toto uspořádání je důvodem pro vyšší protonovou vodivost hydratovaných vzorků ve srovnání s dehydratovanými vzorky. Když se odstraní molekuly vody, pozoruje se malé snížení mezivrstvé vzdálenosti (kolem 0,06 Å). Toto chování je potvrzeno simulovanými modely, kde nebyly pozorovány žádné významné změny struktury po dehydrataci, s výjimkou nepřítomnosti molekul vody a nižšího počtu vodíkových vazeb mezi dvěma sousedními sulfonátovými vrstvami. Kvůli dobré krystalinitě vzorků a přítomnosti ostrých nebazálních reflexí v jejich práškových rentgenových difraktogramech mohou být Millerovy indexy nebazálních reflexí vypočtené z modelů srovnávány s indexy nalezenými v experimentálních datech. To nám umožnilo přesně popsat například (15 5-2) roviny, z nichž byly stanoveny vzájemné vzdálenosti fenylových kruhů 2,62 Å.	sulfofenylfosfonát zirkornia; interkalace; molekulární simulace
eng	Geometry optimization of zirconium sulfophenylphosphonate layers by molecular simulation methods	Classical molecular simulation methods were used for a detailed structural description of zirconium 4-sulfophenylphosphonate and zirconium phenylphosphonate 4-sulfophenylphosphonates with general formula Zr(HO3SC6H4PO3)(x)(C6H5PO3)(2-x)center dot yH(2)O (x = 0.7-2; y = 0 or 2). First, models describing the structure of zirconium 4-sulfophenylphosphonate (x = 2) were calculated for the hydrated (y = 2) and dehydrated (y = 0) compounds. Subsequently, models for two mixed zirconium phenylphosphonate 4-sulfophenylphosphonates (x = 1.3 and 0.7) were calculated. Optimized models suggest that the presence of water molecules between sulfo groups creates a water-sulfonate layer with a system of hydrogen bonds. We suppose that this arrangement is the reason for a higher proton conductivity of the hydrated samples compared to dehydrated samples. When the water molecules are removed, a small decrease in the basal spacing (around 0.06 angstrom) is observed. This behavior is confirmed by the simulated models, where no significant changes in the structure on dehydration were observed except the absence of the water molecules and a lower number of hydrogen bonds between two adjacent sulfonate sheets. Due to the good crystallinity of the samples and the presence of sharp non-basal peaks in their X-ray diffraction patterns, Miller indices of the non-basal peaks in the diffraction patterns calculated from the models can be compared with those found in the experimental data. This allowed us to precisely describe for example (15 5-2) planes, from which mutual distances of the phenyl rings were determined to be 2.62 angstrom.	Zirconium sulfophenylphosphonate; Intercalation; Molecular simulation; Layered material

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links