低氧化铝浓度下铝电解质的结构变化模拟研究

电解铝生产过程的电解效率和有害气体排放量与氧化铝浓度密切相关。低氧化铝浓度下，阳极效应的发生会导致全氟化碳等环境有害气体的排放。因此，研究低氧化铝浓度下电解质中络合离子的种类和数量，对生产实践中的氧化铝浓度控制和参数调节进行分子层面的理论性指导是必要的。本文采用第一性原理分子动力学计算方法结合树状结构递归搜索算法，针对铝电解过程中低氧化铝浓度电解质中O、F元素在溶解态形态不明的问题，利用第一性原理分子动力学方法计算了熔盐体系微观离子结构。计算结果表明，F离子大部分以端氟F_t(Al-F)形式存在，而O离子全部以桥氧O_b(Al-O-Al)形式存在。络合离子以AlF₅]^2-和大型铝氧氟配离子为主。