编号：CYYJ043230
篇名：胆碱类低共熔溶剂与氧化锌吸附分子动力学模拟
作者：张晋霞 杨超 高淑玲 牛福生 信晓飞
关键词： 冶金工程 低共熔溶剂 氧化锌 完全解理面 相互作用能 化学吸附
机构： 华北理工大学矿业工程学院 东北大学资源与土木工程学院 河北省地矿局第二地质大队
摘要： 这是一篇冶金工程领域的论文。为了更好实现含锌尘泥中氧化锌的浸出,采用基于密度泛函理论的Materials Studio软件模拟优化氧化锌晶体结构以及三种胆碱类低共熔溶剂结构,并对两者相互吸附模型进行计算。计算结果表明:ZnO(001)面为完全解理面,在费米能级附近最高占据态向左发生偏移,且最高占据态的波峰增加,峰值升高,在最高占据态中O的p轨道以及Zn的d轨道活性较大,为ZnO(001)面反应活性位点。对三种胆碱类低共熔溶剂优化发现氯化胆碱与三种不同氢键供体形成以氯原子为中心的多重分子间氢键。运用Forcite模块对低共熔溶剂与氧化锌吸附模型计算结果表明,氧化锌与三种胆碱类低共熔溶剂相互作用强弱为Chcl-MA>Chcl-Urea>Chcl-Eg。径向分布函数得出丙二酸使得氯化胆碱中的Cl更容易与Zn发生化学吸附,三种氢键供体中与Zn形成化学键的氧原子官能团活泼性为C=O、N-O、C-O,由此说明丙二酸中的C=O使得Chcl-MA与ZnO结合更稳定。通过实验验证发现Chcl-MA在浸出温度为70℃、液固比为10∶1、浸出时间1 h条件下可将氧化锌单矿物几乎完全浸出,浸出效果远远大于Chcl-Urea、Chcl-Eg两种药剂,从而证明了分子模拟的准确性,为胆碱类低共熔溶剂浸出含锌尘泥提供了理论指导。
