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斜发沸石Na^+/K^+交换过程的分子动力学模拟
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:《硅酸盐学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]河北工业大学,海水资源利用化工技术教育部工程研究中心,天津300130
  • 相关基金:国家自然科学基金(20806019);“十一五”国家科技支撑计划课题(2006BAB03A10);河北省自然科学基金(B32007000008)资助项目.
中文摘要:

使用Materials Studio软件包中的CASTEP模块对斜发沸石(Si与Al的摩尔比为4)孔道中的Na+迁徙轨迹、水合Na斜发沸石孔道中Na+与水分子的构象、以及孔道中K+-Na+的离子交换过程进行了模拟研究。结果表明:在含有Na+的斜发沸石孔道中,由于八元环骨架中的Al/Si取代位的局部结构形变所引起晶格能量的扰动,导致Na+被吸引在该取代位;Al原子在孔道中的分布决定着孔道中Na+的分布,且孔道中的H2O有将Na+固定在沸石骨架上的趋势;由于沸石孔道中不同离子间和孔道中的阳离子与骨架上的原子间的相互作用,导致沸石孔道中K+和Na+发生离子交换,证明了斜发沸石具有优先选择K+的特性,得出的K-斜发沸石的结构参数与文献吻合较好。

英文摘要:

The diffusion trajectory of Na+,the configuration of Na+ and water molecules in hydrated clinoptilolite,and the Na+/K+ ion exchange process in the channel of clinoptilolite(the mole ratio of Si to Al is 4) were simulated using the Materials Studio software package's CASTEP module.The results show that a perturbation of the lattice energy caused by the local deformation of the structure of the Al/Si substitution on the eight-membered ring framework results in the Al/Si substitution attracting the Na+.The distribution of the Al sites on the extra-framework site determines the distribution of the Na+ in the channel.The water molecule suppresses the mobility of Na+ and stabilizes the Na+ on the zeolite framework.The interaction between ions in the channel and the interaction between the ions and the zeolite framework lead to the K+-Na+ ion-exchange process in the channel,which means that clinoptilolite has selectivity to K+.The structure parameters of the final K-clinoptilolite agree well with the reference.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27713