第一性原理研究H2O分子在CaCO3(104)表面吸附

• 作者: 刘月田 李长勇 柴汝宽 王俊强 皮建 辛晶
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 第一性原理 CaCO3(104)表面 H2O分子 吸附特征
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 原子分子物理交叉学科
• 页码范围: 1075-1082
• 页数: 8页
• 分类号: O641
• 字数: 5022字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2018.06.030

摘要

基于密度泛函理论的第一性原理方法模拟研究H2 O在CaCO3(104)表面的吸附特征.首先,研究H2 O分子在CaCO3(104)表面的顶位、桥位(短桥位、长桥位)和穴位上垂直和平行表面两种类型下的8种高对称吸附结构模型,结合吸附能和稳定吸附构象确定最优吸附位.而后,基于H2 O/CaCO3(104)最优吸附结构模型,研究吸附前后H2O和CaCO3(104)表面的物理结构、电子结构(Mulliken电荷布居数、态密度、电子局域函数)的特征,分析H2 O/CaCO3(104)表面之间的相互作用以及成键机理.研究结果:吸附能和体系稳定构象显示H2 O分子/CaCO3(104)表面的最稳定吸附结构为穴位-平行.在穴位-平行位吸附后,H2 O分子的O-H键长和H-O-H键角均发生改变;CaCO3晶体平行和垂直(104)表面方向上原子位置均发生改变,表面层变化最大;即吸附作用对H2 O分子和CaCO3晶体的物理结构均产生较大影响;H2 O/Ca-CO3(104)最优吸附体系的Mulliken电荷布居数、电子态密度、电子局域函数的研究均说明H2 O分子与Ca-CO3(104)之间存在电子的转移形成化学键.其中,Ca-O(H2O)形成离子键,H(H2O)-O(CaCO3)之间存在氢键作用.本文研究揭示了方解石表面水湿性的原因,同时为方解石润湿性的深入研究奠定基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘月田	中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室	52	502	12.0	20.0
2	皮建		14	34	4.0	5.0
3	柴汝宽	中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室	3	8	2.0	2.0
4	王俊强	中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室	5	84	4.0	5.0
5	辛晶	中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室	3	8	2.0	2.0
6	李长勇		5	10	2.0	3.0