物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2009年
6期
1167-1172
,共6页
力场%高岭石%水%分子动力学
力場%高嶺石%水%分子動力學
력장%고령석%수%분자동역학
以Hendricks模型为初始结构,利用CLAYFF力场对高岭石-水体系进行无晶体学限制的分子动力学模拟.结果表明,层间水有三种类型:Ⅰ型类似于Costanzo提出的"洞水"分子,其HH矢量(水分子中从一个氢原子位置指向另一个氢原子位置的方向矢量)平行于(001)平面,而C2轴稍微倾斜于(001)面法线;Ⅱ型类似于"连接水",一个氢氧键指向临近的层间四面体氧形成氢键,另一个氢氧键与(001)面近似平行;Ⅲ型水分子在层间近似保持为竖直状,一个氢与层间四面体氧形成氢键,而另一个氢与对面层的羟基氧形成氢键.高岭石羟基氢沿(001)晶面法线的浓度曲线显示一部分羟基指向变为近似平行于(001)面,羟基氧因此能够暴露出来与层间水分子氢形成氢键.此外,模拟中还观察到部分Ⅱ型水分子氧偏离于层间的平均位置而更靠近四面体层,这和Costanzo的实验结果一致,可能是X射线谱图中(002)弱衍射峰出现的原因.
以Hendricks模型為初始結構,利用CLAYFF力場對高嶺石-水體繫進行無晶體學限製的分子動力學模擬.結果錶明,層間水有三種類型:Ⅰ型類似于Costanzo提齣的"洞水"分子,其HH矢量(水分子中從一箇氫原子位置指嚮另一箇氫原子位置的方嚮矢量)平行于(001)平麵,而C2軸稍微傾斜于(001)麵法線;Ⅱ型類似于"連接水",一箇氫氧鍵指嚮臨近的層間四麵體氧形成氫鍵,另一箇氫氧鍵與(001)麵近似平行;Ⅲ型水分子在層間近似保持為豎直狀,一箇氫與層間四麵體氧形成氫鍵,而另一箇氫與對麵層的羥基氧形成氫鍵.高嶺石羥基氫沿(001)晶麵法線的濃度麯線顯示一部分羥基指嚮變為近似平行于(001)麵,羥基氧因此能夠暴露齣來與層間水分子氫形成氫鍵.此外,模擬中還觀察到部分Ⅱ型水分子氧偏離于層間的平均位置而更靠近四麵體層,這和Costanzo的實驗結果一緻,可能是X射線譜圖中(002)弱衍射峰齣現的原因.
이Hendricks모형위초시결구,이용CLAYFF력장대고령석-수체계진행무정체학한제적분자동역학모의.결과표명,층간수유삼충류형:Ⅰ형유사우Costanzo제출적"동수"분자,기HH시량(수분자중종일개경원자위치지향령일개경원자위치적방향시량)평행우(001)평면,이C2축초미경사우(001)면법선;Ⅱ형유사우"련접수",일개경양건지향림근적층간사면체양형성경건,령일개경양건여(001)면근사평행;Ⅲ형수분자재층간근사보지위수직상,일개경여층간사면체양형성경건,이령일개경여대면층적간기양형성경건.고령석간기경연(001)정면법선적농도곡선현시일부분간기지향변위근사평행우(001)면,간기양인차능구폭로출래여층간수분자경형성경건.차외,모의중환관찰도부분Ⅱ형수분자양편리우층간적평균위치이경고근사면체층,저화Costanzo적실험결과일치,가능시X사선보도중(002)약연사봉출현적원인.
