粘土矿物表/界面吸附污染物的分子动力学模拟研究

发布时间：2023-04-28 19:54

　　粘土矿物具有纳米层状结构，比表面积巨大，片层硅氧烷表面能有效吸附环境中的污染物。污染物与粘土矿物的表/界面作用是影响污染物迁移与转化过程的重要因素，但相关的研究还鲜有报道。本文考察了污染物在粘土矿物表/界面的吸附位点以及吸附状态，以揭示控制污染物与粘土矿物相互作用的关键因素。论文采用分子动力学模拟的方法，为目标研究提供了微观结构，动力学，热力学等信息。研究内容对于阐明粘土矿物表/界面作用对污染物环境行为的影响，并为开发粘土矿物污染控制材料技术提供了基础数据与理论依据。论文取得了以下有价值的研究成果： （1）阐明了富勒烯分子在叶腊石外表面的吸附特性。模拟结果显示：富勒烯分子能主动吸附在叶腊石硅氧烷表面，多个富勒烯分子趋向平铺排列在叶腊石外表面，两两相互靠近。随着叶腊石外表面吸附富勒烯分子数目不断增多，体系对单个富勒烯分子的吸附自由能数值逐渐降低，相应吸附自由能绝对值增大，吸附作用增强。 （2）在短碳链改性有机膨润土中，可用的层间域空间是影响有机膨润土对有机污染物吸附容量的主要因素。由于硅氧烷表面暴露面积减小，短碳链有机阳离子改性膨润土对有机污染物的吸附量会随着有机阳离子体积的增大而减小。...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 粘土矿物简介
        1.2.1 膨润土
        1.2.2 叶腊石
    1.3 分子模拟方法
        1.3.1 分子模拟方法概述
        1.3.2 分子动力学模拟
    1.4 粘土矿物表/界面与环境污染物相互作用特征
    1.5 论文研究目标与基本思路
第2章 富勒烯在叶腊石外表面吸附特性的分子动力学模拟
    2.1 分子动力学模拟过程
        2.1.1 计算硬件与软件
        2.1.2 分子模拟力场
        2.1.3 模型的构建与计算过程
    2.2 结果分析与讨论
        2.2.1 富勒烯分子在叶腊石表面的吸附过程
        2.2.2 富勒烯分子吸附自由能
    2.3 本章结论
第3章 TMA-Mt，TPA-Mt 吸附 TCDD 的分子动力学模拟
    3.1 分子动力学模拟过程
        3.1.1 分子模拟力场与模型的构建
        3.1.2 模拟计算过程
    3.2 结果分析与讨论
        3.2.1 有机膨润土的结构
        3.2.2 有机改性膨润土对 TCDD 的吸附
    3.3 本章结论
第4章 有机改性膨润土吸附 2-萘酚的分子动力学模拟
    4.1 模型构建以及分子动力学计算模拟细节
        4.1.1 分子模拟力场
        4.1.2 模型的构建
    4.2 结果分析与讨论
        4.2.1 有机膨润土层间域微观结构
        4.2.2 有机改性膨润土对 2-萘酚的吸附
    4.3 本章结论
第五章 研究结论、创新点与展望
    5.1 研究结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间完成的学术论文与研究项目



本文编号：3804369