为探索阳离子胺盐和季铵盐在高岭石表面的吸附机理,构建了CH6N+(伯胺阳离子)、C_2H_8N^+(仲胺阳离子)、C3H10N+(叔胺阳离子)及C4H12N+(季铵阳离子)4种不同胺/铵阳离子构型,并采用密度泛函理论对4种阳离子在高岭石(001)面的吸附进行模拟...为探索阳离子胺盐和季铵盐在高岭石表面的吸附机理,构建了CH6N+(伯胺阳离子)、C_2H_8N^+(仲胺阳离子)、C3H10N+(叔胺阳离子)及C4H12N+(季铵阳离子)4种不同胺/铵阳离子构型,并采用密度泛函理论对4种阳离子在高岭石(001)面的吸附进行模拟计算。模拟结果表明,4种阳离子CH6N+,C_2H_8N^+,C3H10N+及C4H12N+在高岭石(001)面都能发生稳定吸附,其较为稳定构型的吸附能分别-125.385,-126.154,-128.654和-109.711 k J/mol;但3种胺阳离子与季铵阳离子的吸附机理不同:胺阳离子在高岭石(001)面的吸附是静电引力和氢键的共同作用,季铵阳离子则只通过静电引力作用与高岭石(001)面发生吸附。静电引力作用是导致不同胺/铵阳离子在高岭石(001)发生吸附的主导作用。展开更多
三种叔胺(DRN,DEN,DPN)对高岭石的捕收能力顺序为:DEN>DPN>DRN。Zeta 电位测试表明,这三种叔胺能显著增大高岭石的表面电位,对表面电位的增大同样遵循顺序:DEN>DPN>DRN。分子动力学模拟研究表明,叔胺阳离子在吸附到高岭石(0...三种叔胺(DRN,DEN,DPN)对高岭石的捕收能力顺序为:DEN>DPN>DRN。Zeta 电位测试表明,这三种叔胺能显著增大高岭石的表面电位,对表面电位的增大同样遵循顺序:DEN>DPN>DRN。分子动力学模拟研究表明,叔胺阳离子在吸附到高岭石(001)面的过程中,N 原子上所连接的取代基的空间形状发生了偏转或扭曲,相关键角发生了变化。结合量子化学计算结果进行综合计算可知,这三种叔胺阳离子与高岭石 4×4×3 的(001)面的库仑静电力分别为:1.38×10-7 N (DRN12H+),1.44×10-6 N (DEN12H+),1.383×10-6N(DPN12H+)。展开更多
为研究高岭石(001)面与水分子的相互作用机理,用Material studio 8.0构建了高岭石(001)面的晶体模型,使用GGA-PBE优化高岭石(001)面,分别计算(001)面和含有1、2、4个水分子的分子团吸附构型和平均结合能。结果表明,随着水分子数量的增加...为研究高岭石(001)面与水分子的相互作用机理,用Material studio 8.0构建了高岭石(001)面的晶体模型,使用GGA-PBE优化高岭石(001)面,分别计算(001)面和含有1、2、4个水分子的分子团吸附构型和平均结合能。结果表明,随着水分子数量的增加,结合能绝对值从35.87 kJ/mol增加到53.94 kJ/mol,复合体系稳定性增加。通过静电势分析可知,高岭石表面主要是负静电势区域略大于正静电势区域。当水分子数量由1个增加到4个时,静电势绝对值较大(>188.18 kJ/mol)的面积由7.99%增加到8.49%,整体静电势水平提高,有利于后续水分子吸附。运用RDG函数,展示了高岭石和水分子之间的弱相互作用,结果表明高岭石和水分子主要通过氢键方式结合。由AIM分析的结果可知,高岭石-水的氢键键能弱于水-水的氢键,当水分子数量增加时,高岭石-水氢键键能会进一步减弱。展开更多
文摘为探索阳离子胺盐和季铵盐在高岭石表面的吸附机理,构建了CH6N+(伯胺阳离子)、C_2H_8N^+(仲胺阳离子)、C3H10N+(叔胺阳离子)及C4H12N+(季铵阳离子)4种不同胺/铵阳离子构型,并采用密度泛函理论对4种阳离子在高岭石(001)面的吸附进行模拟计算。模拟结果表明,4种阳离子CH6N+,C_2H_8N^+,C3H10N+及C4H12N+在高岭石(001)面都能发生稳定吸附,其较为稳定构型的吸附能分别-125.385,-126.154,-128.654和-109.711 k J/mol;但3种胺阳离子与季铵阳离子的吸附机理不同:胺阳离子在高岭石(001)面的吸附是静电引力和氢键的共同作用,季铵阳离子则只通过静电引力作用与高岭石(001)面发生吸附。静电引力作用是导致不同胺/铵阳离子在高岭石(001)发生吸附的主导作用。
基金Project (2005CB623701) supported by the National Basic Research Program of China Project (201011031) supported by National Department Public Benefit Research Foundation from Ministry of Land and Resources of China+1 种基金 Project (2935) supported by the Foundation for the Author of Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources CAGS, China Project (1212011120304) supported by the Geological Surrey Program
文摘三种叔胺(DRN,DEN,DPN)对高岭石的捕收能力顺序为:DEN>DPN>DRN。Zeta 电位测试表明,这三种叔胺能显著增大高岭石的表面电位,对表面电位的增大同样遵循顺序:DEN>DPN>DRN。分子动力学模拟研究表明,叔胺阳离子在吸附到高岭石(001)面的过程中,N 原子上所连接的取代基的空间形状发生了偏转或扭曲,相关键角发生了变化。结合量子化学计算结果进行综合计算可知,这三种叔胺阳离子与高岭石 4×4×3 的(001)面的库仑静电力分别为:1.38×10-7 N (DRN12H+),1.44×10-6 N (DEN12H+),1.383×10-6N(DPN12H+)。
