不同晶型氢氧化铝的反应活性与微观键力分析-中国有色金属学报.PDF

第 18 卷专辑 1 中国有色金属学报 2008 年 6 月 Vol.18 Special 1 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Jun. 2008 文章编号：1004-0609(2008)S1-0251-08 不同晶型氢氧化铝的反应活性与微观键力分析 吴争平，陈启元，尹周澜，李 洁 ( 中南大学 化学化工学院，长沙 410083) 摘 要：根据实验晶格参数构建 3 种不同类型氢氧化铝——三水铝石、拜耳石及诺耳石的晶体结构模型，基于密 度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)方法，用 CASTEP 程序分别对各研究体系进行几何 优化，计算各体系的总能量、电子结构、原子布居和键布居数。计算结果表明：在原子类型和数目相同的条件下， 三水铝石总能量最低，即最稳定；GGA-PW91 基组的能量效应最高，在相同计算精度下，计算结果更收敛； GGA-PW91 及 LDA-CA-PZ 基组水平的能带结构和态密度的计算结果表明，3 种氢氧化铝晶体能隙的最低值差别 不明显，但三水铝石能隙的最高值比其他 2 种的低，从侧面反映了三水铝石的反应活性可能稍高；布居分析结果 表明，三水铝石的 H—O 键和 Al—O 键的布居数最小，说明三水铝石较拜耳石和诺耳石 H—O 键和 Al—O 键的结 合力最小，理论上三水铝石更有利于煅烧成氧化铝。 关键词：氢氧化铝；密度泛函理论；电子结构；布居分析 中图分类号：O 645 文献标识码：A Reactive ability and bond strength analysis on A l(OH) crystals with 3 three different crystallines WU Zheng-ping, CHEN Qi-yuan, YIN Zhou-lan, LI Jie (College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: Crystal structure models of Al(OH) crystals with three kinds of crystallines, which are gibbsite, bayerite and 3 nordstradite, were built respectively according to the corresponding experimental crystal lattice. Geometry optimizations were implemented by CASTEP program module using general gradient approximation (GGA) and local density approximation (LDA) methods respectively based on density functional theory (DFT). The total energy, electronic structure, atom