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物理化学学报 2014
水合pb(oh)+在高岭石(001)晶面的吸附机理Keywords: pb(oh)+,高岭石,化学吸附,密度泛函理论,配位数o641 Abstract: 采用密度泛函理论广义梯度近似平面波赝势法,结合周期平板模型,探讨了水体环境中pb(oh)+在高岭石铝氧八面体(001)晶面的吸附行为和机理,确定了吸附配合物的结构、配位数、优势吸附位和吸附类型.结果表明,pb(ⅱ)与高岭石铝氧(001)面的氧原子形成单齿或双齿配合物,其配位数为3-5,均为半方位构型.高岭石表面存在含“平伏”氢原子的表面氧(ol)位和含“直立”氢原子的氧(ou)位,后者更易与pb(oh)+单齿配位,该吸附配合物具有较高的结合能(-182.60kj·mol-1),为优势吸附物种;高岭石表面位于同一个al原子上的“ouol”位可形成双齿配合物.表面ol与水分子配体形成氢键,对配合物的稳定性起到关键作用.mulliken布居和态密度分析表明,高岭石单齿配合物中pb―o成键机理主要为pb6p轨道与pb6s―o2p反键轨道进行耦合,电子转移到反键轨道.双齿配合物“pb―ol―h”共配位结构中,受配位氢原子影响,pb―ol成键过程成键态电子填充占主导地位.
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