晶格Mg(Ⅱ)杂质对高岭石表面荷电特性的影响机理
陈军1
周超1
孙宇1
于国强1
闵凡飞2
1.安徽理工大学 材料科学与工程学院,安徽 淮南 2320012.安徽理工大学 材料科学与工程学院,安徽 淮南 232001;安徽工业大学 冶金工程学院,安徽 马鞍山 243000
摘要：为探究晶格Mg(Ⅱ)杂质对高岭石表面荷电特性的影响机理,以Mg(Ⅱ)掺杂高岭石为研究对象,采用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)和经典分子动力学(Molecular Dynamics,MD)方法,对Mg(Ⅱ)掺杂高岭石表面荷电特性进行了系统研究,通过开展Mg(Ⅱ)掺杂高岭石样品的Zeta电位测试对分子模拟结果进行了验证.DFT结果表明:Mg(Ⅱ)掺杂后Mg(Ⅱ)与相邻氧原子发生新的成键作用,使得高岭石表面的电荷重新排布,呈现负电荷.MD结果表明:随着Mg(Ⅱ)掺杂量的增加,高岭石(001)面的电负性增强,表面电位逐渐减小.Zeta电位测试结果表明:随着溶液pH值的逐渐增加,高岭石层面与端面去质子化作用逐渐增强,不同Mg(Ⅱ)掺杂量的高岭石表面电位逐渐降低,且Mg(Ⅱ)掺杂高岭石的电负性显著强于高岭石原样的电负性;试验结果与分子模拟结果高度一致,验证了模拟的准确性.Mg(Ⅱ)掺杂对高岭石荷电的影响机理主要是显著增强了高岭石表面的负电荷特性,使颗粒间的静电斥力增强,导致微细高岭石难以聚团沉降,研究可为煤泥水高效沉降进一步提供理论支撑.
关键词：高岭石晶格Mg(Ⅱ)杂质荷电特性密度泛函理论分子动力学
分类号：TD94(选矿)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFE0100600)国家自然科学基金(52174233)国家自然科学基金(52474282)安徽省高校自然科学基金项目(2022AH030083)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-09-30（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 14-23 )
英文信息