超临界水中醋酸锌水解反应的分子动力学模拟

氧化锌(zno)是一种重要的化工原料,超临界水热合成法制备纳米zno的第一步是锌盐与碱或水发生水解反应生成zn(oh)2,后者接着脱水生成zno.以zn(ch3coo)2为原料,直接和超临界水(scw)反应能够制备纳米级的zno颗粒,但对反应机理的探讨较少.本研究利用分子动力学模拟超临界条件下zn(ch3coo)2水解反应过程中的结构和能量变化,发现zn(ch3coo)2在scw中容易聚集成无定形的团簇,1个zn2+平均和5个ch3coo-和1个h2o配位,形成6配位的八面体结构.处于zn(ch3coo)2团簇和scw界面的zn2+能够和更多的h2o配位.水解反应后系统的势能降低,同时伴随zn(ch3coo)2团簇结构的改变.反应产物oh-分布在zn(ch3coo)2团簇内部,富集zn2+,而ch3cooh则分布在scw中.本文的工作为超临界水热合成的反应过程提供了基本的理论依据.