編號：CYYJ043230
篇名：膽堿類低共熔溶劑與氧化鋅吸附分子動力學(xué)模擬
作者：張晉霞 楊超 高淑玲 牛福生 信曉飛
關(guān)鍵詞： 冶金工程 低共熔溶劑 氧化鋅 完全解理面 相互作用能 化學(xué)吸附
機(jī)構(gòu)： 華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院 河北省地礦局第二地質(zhì)大隊
摘要： 這是一篇冶金工程領(lǐng)域的論文。為了更好實現(xiàn)含鋅塵泥中氧化鋅的浸出,采用基于密度泛函理論的Materials Studio軟件模擬優(yōu)化氧化鋅晶體結(jié)構(gòu)以及三種膽堿類低共熔溶劑結(jié)構(gòu),并對兩者相互吸附模型進(jìn)行計算。計算結(jié)果表明:ZnO(001)面為完全解理面,在費(fèi)米能級附近最高占據(jù)態(tài)向左發(fā)生偏移,且最高占據(jù)態(tài)的波峰增加,峰值升高,在最高占據(jù)態(tài)中O的p軌道以及Zn的d軌道活性較大,為ZnO(001)面反應(yīng)活性位點(diǎn)。對三種膽堿類低共熔溶劑優(yōu)化發(fā)現(xiàn)氯化膽堿與三種不同氫鍵供體形成以氯原子為中心的多重分子間氫鍵。運(yùn)用Forcite模塊對低共熔溶劑與氧化鋅吸附模型計算結(jié)果表明,氧化鋅與三種膽堿類低共熔溶劑相互作用強(qiáng)弱為Chcl-MA>Chcl-Urea>Chcl-Eg。徑向分布函數(shù)得出丙二酸使得氯化膽堿中的Cl更容易與Zn發(fā)生化學(xué)吸附,三種氫鍵供體中與Zn形成化學(xué)鍵的氧原子官能團(tuán)活潑性為C=O、N-O、C-O,由此說明丙二酸中的C=O使得Chcl-MA與ZnO結(jié)合更穩(wěn)定。通過實驗驗證發(fā)現(xiàn)Chcl-MA在浸出溫度為70℃、液固比為10∶1、浸出時間1 h條件下可將氧化鋅單礦物幾乎完全浸出,浸出效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Chcl-Urea、Chcl-Eg兩種藥劑,從而證明了分子模擬的準(zhǔn)確性,為膽堿類低共熔溶劑浸出含鋅塵泥提供了理論指導(dǎo)。
