硅沸石团簇分子与H2O相互作用的密度泛函研究.pdf

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1、第27卷第l0期化学研究与应用Vo1．27，No．102015年10月ChemicalResearchandApplicationOct．，2015文章编号：1004-1656(2015)10—1523-04硅沸石团簇分子与H2O相互作用的密度泛函研究董兰，杨勇，成琼，杜阳，邓冰(中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川绵阳621900)摘要：采用密度泛函广义梯度近似(GGA)的PW91方法和全电子基组DNP对硅沸石单元晶胞分子簇进行几何结构优化。通过键长、电子结构参数和Fukui指数计算，了解团簇A1取代前后的变化。通过键能、吸附能、偶极距等考察H：O分

2、子与团簇模型上的相互作用。结果表明：团簇分子在A1取代之后，给电子能力变弱。与H：O作用后，结合能减小，稳定性变弱；Si／A1．O平均键长增长，Al离子增加了团簇分子的极化作用。关键词：硅沸石；团簇；密度泛函中图分类号：O613．72文献标志码：AStudyoninteractionbetweenH2OmoleculeandsiliciouszeoliteclustersbydensityfunctionaltheoryDONGLan，YANGYong，CHENGQiong，DUYang，DENGBing(InstituteofNuclearPhysicsa

3、ndChemistry，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China)Abstract：Thegeometricstructuresandelectronicpropertyoftheclusterssiliciouszeoliteclustershavebeeninvestigatedbyusing(GGA)PW91／DNPbasedondensityfunctionaltheory(DFI')．Thebondlength，electronicstructureparametersandFuku

4、iindiceswerecalculated．It’Sknownthatclusters’structurewaschangedbecauseofA1SubstitutionofSi．ItWasresearchedontheirinterae-tionbetweenH2Omoleculeandsiliciouszeoliteclustersbybondlength，adsorptionener~esandDipolemomenLTheresultsshowthatit’Sdifficultclustersmolecule’Selectronwaslostaf

5、terA1substitutedforSi．Bindingenergywerelower，theValuesofpolariza-tionofclusterswereimprovedafterH2Omoleculewasadsorbed．Keywords：siliciouszeolite；clusters；DFI"硅沸石疏水催化剂自七十年代诞生以来，逐的硅氧四面体结构。当杂质铝在结晶过程中占据步进入重水生产、核电站运行、聚变能源开发等生硅的位置，原本Si离子所形成的中性晶胞由于产和研究领域，在对氚的去除需求中发挥了重要Al离子的替换而带负电荷。当晶格间隙补偿

6、电作用¨引。这些场所对硅沸石催化剂的疏水性能荷存在后，体系对水分子的吸附作用就将体现。要求较高。已有宏观实验研究认为引，硅沸石对而进行微观体系的吸附理论计算探讨，对帮助理水的吸附性能和含铝量有关。由于结晶工艺过程解硅沸石催化剂疏水性的行为具有重要意义。不会引入影响疏水性的杂质元素，硅沸石催化剂利用密度泛函理论计算SiO晶体与小分子相的亲水和疏水性主要取决于二氧化硅原材料含铝互作用的报道剖，一般采用建立多层晶胞后切杂质的量。硅沸石催化剂的晶体结构为立方晶系面，在清洁表面研究HO分子的吸附情况。报道收稿日期：2015-01-29；修回日期：2015-05-21联

7、系人简介：董兰(1980一)，女，助理研究员，主要从事辐射防护及放化分析专业研究。E—mail：shuangyusuchi@163．toni1524化学研究与应用第27卷中也有通过建立团簇模型结构，研究小分子与簇示，当对建立的Si6O12、A1Si5Ol2、Sil2O24和A1Si11O24模型的相互作用的模式。本文选用后者建模四种模型进行全面几何结构优化时，优化结果往方式，利用原子轨道线性组合方法，采用密度泛函往与已知实验得到的结构有较大出人。因此借鉴方法优化Si6O】2、A1Si5Ol2、Si12O24和A1Si1】O24簇模已有文献[1O]的优化思路，

8、无论在HO分子吸附型结构，计算稳定结构的电子性质，并