用密度泛函和XANES计算研究Zn2+在水锰矿表面的吸附和沉淀

朱孟强 潘纲 刘涛 李贤良 杨玉环 李薇 李晋 胡天斗 吴自玉 谢亚宁

引用本文: 朱孟强, 潘纲, 刘涛, 李贤良, 杨玉环, 李薇, 李晋, 胡天斗, 吴自玉, 谢亚宁. 用密度泛函和XANES计算研究Zn2+在水锰矿表面的吸附和沉淀[J]. 物理化学学报, 2005, 21(12): 1378-1383. doi: 10.3866/PKU.WHXB20051210 shu
Citation:  ZHU Meng-Qiang, PAN Gang, LIU Tao, LI Xian-Liang, YANG Yu-Huan, LI Wei, LI Jin, HU Tian-Dou, WU Zi-Yu, XIE Ya-Ning. Zn(II) Adsorption and Precipitation on γ-MnOOH-Water Interfaces DFT and XANES Calculation[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2005, 21(12): 1378-1383. doi: 10.3866/PKU.WHXB20051210 shu

用密度泛函和XANES计算研究Zn2+在水锰矿表面的吸附和沉淀

摘要: 用密度泛函理论(density function theory, DFT)和X射线近边结构(X-ray absorption near edge structure, XANES)模拟计算了不同酸度(pH = 7.0, 7.5 和 8.0)下Zn(II)在水锰矿表面的吸附. 优化的几何结构表明, 只有双边吸附方式的水解簇既能解释H+ 释放机制, 又能与扩展X射线吸收精细结构(extended X-ray absorption fine structure, EXAFS)实验键长值相吻合. 吸附能计算表明, 各种吸附方式的稳定性双边(DE)>双角(DC)>B型单边(SE-B)>A型单边(SE-A);水解能计算表明各种吸附态Zn2+ 均比溶液中水合锌离子易水解. 各种吸附簇模型的XANES计算谱未能与实验谱吻合, 即, 表面发生的并不是简单的吸附. pH=7.5和pH=8.0吸附样品的XANES实验谱与Zn5(OH)6(CO3)2的实验谱非常接近, 因此认为pH=7.5和pH=8.0下Zn(II)在水锰矿表面发生沉淀, Zn(II)是Zn—O八面体和Zn—O四面体的混合, 它们按类似Zn5(OH)6(CO3)2结构中的八面体和四面体排列方式排列. pH=7.0时, Zn(II)在水锰矿表面发生的主要是边连接方式的吸附.

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  • 发布日期:  2005-12-15
  • 收稿日期:  2005-05-13
  • 网络出版日期:  2005-12-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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