煤灰中高岭石熔融性的密度泛函理论研究.pdfVIP

上 海理 工 大 学 学报 第 38卷 第 1期 J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnology VoI．38 No．1 2016 文章编号：1007—6735(2016)O1—0076—05 DOI：10．13255／j．cnki．jusst．2016．01．013 煤灰 中高岭石熔融性的密度泛函理论研究 许鲁霞， 杜梅芳， 李瑞连 ， 江 健 (卜海理工大学 理学院，L海 200093) 摘要：选出两种复盐，熔融温度高的高岭石和熔融温度低的含钾高的微斜长石．以第一性原理的密 度泛函理论(DFT)和量子化学从头算法为理论基础，结合 PW 91算法和广义梯度近似 (GGA)，对 煤灰中高岭石和微斜长石的反应活性进行计算，然后分析它们的最高能量 占据轨道 (H0MO)、最低 空轨道(LUM0)、态密度和Milliken布局数．计算结果表明：高岭石轨道的能级差 △E较大、化学活 性低，高温脱水后生成莫来石，莫来石的结构比较稳定；高岭石脱水后易和电子接受体反应，不易和 电子给予体反应 ，K 作为电子接受体进入高岭石晶格变成微斜长石，煤灰熔融温度降低 ． 关键词：量子化学；高岭石；反应活性；微斜长石；煤灰 中图分类号 ：0641 文献标志码 ：A DensityFunctionalTheory RegardingtheMeltbilityof Kaol1linniitteeiinnCoalAsshh XULuxia， DUMeifang， LIRuilian， JIANGJian (CollegeofScience，UniversityofShanghai rSc~eltcendTechnolwy，Shangh,a200093， m?n) Abstract：Twokindsofdoublesaltswereselected：kaolinitewithhighmeltingtemperatureand microclinerichinpotassium withlowermeltingtemperature．Thereactionactivityofkaoliniteand microclinewascalculatedbasedonthedensityfunctionaltheory (DFT)ofFirstPrincipleandthe quantum chemistryabinitiocalculationbyusingthegeneralizedgradientapproximation(GGA)and thePW 91algorithm．Then thehinghestoccupiedmolecularorbita1．1owestunoccupiedmolecular orbital，densityofstatesandM illikenpopulation ofkaoliniteandmicroclinewereanalyzed．The resultsshow thatthevalueofenergyleveldifferenceAE ofkaoliniteisquite largewhichreduces thechemicalreaction activity and mullite formsafterkaolinite loses 0 molecular in high temperature．Itiseasyforkaolinite toreactwith theelectron acceptorwhen itlosesH20 molecular，whileitiSdifficultforkaolinitetoreactwiththeelectron donor．Kaolinitebecomes microclinewhenK asanelectronaccepterentersintothecrystallatticeofkaolinitelosingH，0 molecularwhichlowe