红柱石与捕收剂作用机理的量子化学研究

采用量子化学从头算起方法中的RHF(Hartree-Fock-Roothaan)方法,利用中等大小的基组6-31G(d,p),计算了红柱石晶体中各离子的电荷分布以及阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠和阳离子捕收剂十二胺与红柱石相互作用的键级和吸附热。根据量子化学计算结果分析了红柱石与这两种捕收剂的成键机理,认为十二烷基磺酸钠为化学吸附,十二胺为物理吸附,同时预测十二烷基磺酸钠对红柱石的捕收能力大于十二胺,上述捕收能力预测与浮选试验结果相一致。     

几种常用捕收剂与红柱石作用机理的量子化学研究

运用量子化学中RHF（Hartree-Fock-Roothaan）方法,利用STO-3G基组,研究红柱石晶体中各离子电荷分布及4种捕收剂与红柱石作用的键级与能量变化。经对红柱石与捕收剂成键机理分析表明,十二烷基磺酸钠为化学吸附,十二胺为物理吸附,油酸钠和羟肟酸为物理吸附与化学吸附共存。4种捕收剂按捕收能力从强到弱的排序为：十二烷基磺酸钠〉十二胺〉羟肟酸〉油酸钠。该排序结果与浮选试验结果一致。     

4-碘-2,3,5,6-四氟-甲基苯与3-甲基吡啶、呋喃及丁酮间卤键作用的理论研究

在B3LYP/6-311++G**-PP水平上理论计算了三种以卤键结合的组装体,即4-碘-2,3,5,6-四氟-甲氧基苯(PIP)与3-甲基吡啶(MPY)、呋喃(THF)及丁酮(MEK)间卤键结合体的键强度和性质。结果表明,复合物相互作用能从这些PIP…MPY到PIP…MEK逐渐减小,且结构上具有明显的方向性。电荷密度拓扑分析表明,C-I…N(O)属于闭壳层相互作用,键关键点处电荷电荷密度变化与相互作用能趋势一致。自然键轨道理论(NBO)表明,电荷密度从N(O)孤对电子轨道转移到C-Iσ*反键轨道。     

铌钙矿的有效捕收剂及IAS和XPS光谱分析

研究了几种捕收剂在不同pH值和不同用量条件下对人工合成的铌钙矿的捕收效果，考察了苄基胂酸，苯乙烯膦酸，双膦酸，环烷基异羟肟酸，C7～9烷基异羟肟酸等几种代表性的捕收剂的捕收性能．用IAS和XPS检测和分析了双膦酸对铌钙矿的作用机理．试验结果表明双膦酸是铌钙矿的良好捕收剂，而且铌钙矿的回收率在双膦酸用量为20mg／L且矿浆pH值为2．5～5．0时，达到了83．27％以上．指出了这些捕收剂的选择性和捕收性能的顺序．IAS检测结果显示双膦酸在铌钙矿表面发生了吸附．同时XPS检测结果表明经双膦酸处理后的铌钙矿的P2p峰位键合能变化了3．85eV，证明了该吸附主要为化学吸附．     

胍基阳离子捕收剂反浮选磷矿的性能与机理分析

为了研究磷矿反浮脱硅过程中,胍基阳离子磷矿捕收剂的作用机理,以N-椰油基-1,3-丙撑二胺、单氰胺、乙酸为原料制得一种阳离子表面活性剂,并用于傅里叶红外光谱仪表征,测试了该药剂与3种矿物作用前后的接触角、Zeta电位、红外光谱,进行了石英、白云石、胶磷矿的纯矿物浮选试验等。结果表明:该合成药剂属胍基阳离子表面活性剂,在广泛pH值范围内,对石英的捕收能力较强,对白云石次之,对胶磷矿较弱;在弱碱性下,对白云石捕收性能有所提高;相较白云石、胶磷矿,该药剂更易与石英产生吸附作用,使矿物表面呈现疏水性;接触角、Zeta电位、红外光谱测试结果说明与3种矿物的吸附主要是物理吸附。试验结果说明该胍基阳离子表面活性剂可以作为磷矿反浮脱硅捕收剂。     

芳烃捕收剂的结构对浮选性能的影响

通过测定煤泥与药剂作用前后的Zeta电位、接触角、气-液表面张力以及红外光谱,研究了单取代苯、双取代苯和双取代萘3类芳烃捕收剂的结构对浮选活性的影响,探讨了煤与芳烃捕收剂的吸附作用机理.结果表明:3类芳烃捕收剂浮选活性大小依次为:双取代萘>双取代苯>单取代苯;当芳烃捕收剂的苯环个数相等时,其浮选活性的差异主要取决于最长取代基的碳原子个数,其它取代基起辅助作用,而且取代基越多浮选活性越强;当最长取代基碳原子个数为5时,其浮选效果最佳;芳烃捕收剂与煤中的烷基、胺基和醚键作用属于化学吸附.     

应用休克尔分子轨道理论计算共轭分子的参量

用Ｆｏｒｔｒａｎ语言编程,应用休克尔分子轨道理论计算共轭分子的能量和分子轨道系数,进而求得电荷密度、键级,自由价等参量。     

异亮氨酸热分解机理的PM3研究

用ＰＭ３量子化学方法全优化计算了异亮氨酸及其热分解中间产物、终产物分子的总能量、键级等。通过对键级、定域轨道能以及总能量与键长变化关系的分析,提出了异亮氨酸热分解反应的机理。     

新型捕收剂BS—4对镍黄铁矿捕收性能及作用机理

通过单矿物试验和实际矿石试验研究了新型捕收剂ＢＳ－４对镍黄铁矿的捕收性能。结果表明：对单矿物,ＰＨ为９．０￣１１．０时,ＢＳ－４对镍黄铁矿具有很好的捕收性能,ＢＳ－４与丁基黄药混合用药能提高捕收剂的捕收能力;对实际矿石,采用质量比为１：１的ＢＳ－４与丁基黄药作为捕收剂,在加大对蛇纹石抑制作用的条件下,镍回收率为９１．４７％,铜的回收率为８８．０４％,通过动电位测试、矿物表面对药剂吸附量的测定以及对     

卤代苯酚系列阻燃剂的量子化学研究

对卤代苯酚、卤代间甲苯酚及其二聚物进行了量子化学计算,获得了Mulliken键级、分子轨道和能级。并初步探讨了这些物质的阻燃机理和阻燃效果。     

捕收剂CSU-A与黄铜矿作用机理

通过矿物浮选实验、吸附量测试以及红外光谱分析，研究CSU—A与黄铜矿和黄铁矿相互作用的规律．浮选实验结果表明，当CSU—A的质量浓度为6mg／L，溶液pH值为9．0～9．5时，CSU—A对黄铜矿捕收能力强，对黄铁矿捕收能力弱；红外光谱分析结果表明，捕收剂CSU—A与黄铜矿和黄铁矿作用前、后的红外光谱图明显不同，在黄铜矿与药剂作用后出现了6cm^-1的波数位移，而黄铁矿与捕收剂作用前、后的红外光谱图基本上没有变化．由此可以确定，捕收剂CSU—A在黄铜矿表面发生了化学吸附，而在黄铁矿表面仅是简单的物理吸附．捕收剂CSU—A具有选择性的主要原因是在黄铜矿和黄铁矿表面发生吸附的形式不同．     

N-十二烷基乙二胺在石英表面的吸附机理

采用单矿物浮选试验探讨了N-十二烷基乙二胺(ND)对石英的捕收性能,通过动电位测试、X-射线光电子能谱分析和表面自由能计算分析其在石英表面的吸附机理.结果表明,与十二胺相比,ND对石英具有更好的捕收能力,在捕收剂用量为41.7mg/L,pH=6.6时,石英回收率达到最大值98.10%.表面自由能计算结果表明,石英表面吸附ND后的表面自由能明显降低,疏水性增强;X射线光电子能谱分析和动电位测试结果表明,ND与石英表面主要发生了静电和氢键吸附.     

CO在Cu表面吸附过程中电荷转移的理论研究

应用密度泛函理论,对CO分子在Cu(100)表面的吸附过程进行了研究。计算了CO分子以垂直方式在3种不同吸附位置吸附时CO分子和Cu(100)表面原子的电荷分布。结果表明:与碳原子最近邻的铜原子表面上发生明显电荷转移,而其他表面原子及体相原子的电子结构没有变化。Mulliken集居数及局域态密度分析表明,吸附过程中CO分子与表面Cu原子相互作用主要是CO分子内杂化轨道和3d,4s,4p(Cu)的贡献。     

白钨矿捕收剂的温度响应机制研究

为探究不同白钨矿捕收剂对环境温度的响应差异和机制.采用单矿物浮选试验,系统研究了油酸钠和3种羟肟酸浮选白钨矿的温度响应规律,并通过接触角试验、表面张力测量、流变学研究、浊度试验、Zeta电位测试以及吸附量试验,揭示了温度对捕收剂性能影响的内在机制.结果表明：随着浮选温度的降低,所有捕收剂的捕收能力均有所减弱,其中油酸钠受温度影响更为显著.温度降低导致捕收剂表面张力增加、矿浆黏度增大、药剂溶解性变差.这些因素共同作用,使得捕收剂分子与矿粒的碰撞概率下降,药剂在矿粒表面的吸附量减少,最终导致作用于白钨矿颗粒表面的药剂分子数量减少,降低了矿粒表面的疏水性,严重恶化了浮选效果.     

交替键长有机共轭系列前线分子轨道能量的计算

根据文献[1]提出的计算有机共轭同系列前线分子轨道能量的最小特征根方法,本文引进交替键长的修正参数,重新推导了有机共轭同系列前线分子轨道能级公式,计算十几个共轭同系列的 HOMO 能量。     

苯甲羟肟酸在锡石浮选中的应用及作用机理研究

通过实验研究了苯甲羟肟酸(BHA)对云南微细粒难选含锡硫化矿的浮选行为,利用分子动力学模拟探讨了BHA在锡石表面的作用机理.结果表明:在原矿含Sn 0.55%的条件下,以CMC和水玻璃为组合抑制剂,BHA为捕收剂,经一次粗选、一次扫选和四次精选,可获得锡精矿含Sn 40.15%、回收率65.07%的闭路实验结果.BHA主要以氧肟酸的形式吸附于锡石表面,且在锡石极完全解理面(100)上的吸附能远小于其在方解石(104)面的吸附能值,说明BHA对锡石的捕收性能明显强于对方解石的捕收性能.     

辛基羟肟酸浮选锡石的机理

为探明辛基羟肟酸对锡石的捕收性能及其吸附机理,本文通过单矿物浮选实验,考察了辛基羟肟酸、水杨羟肟酸和苯甲羟肟酸体系中锡石的浮选行为,通过吸附量测定、红外光谱测试、动电位、光电子能谱分析、溶液化学计算研究了辛基羟肟酸对锡石的作用机理.浮选实验结果表明:辛基羟肟酸对锡石的捕收能力明显强于水杨羟肟酸和苯甲羟肟酸,当辛基羟肟酸质量浓度为50mg/L,pH为10左右时,锡石的回收率最高达到91.79%.吸附量测试结果显示:在pH为10时,辛基羟肟酸在锡石表面的吸附量最大为0.23mg/g,与浮选结果一致.XPS分析,Zeta电位和红外光谱测试结果表明:辛基羟肟酸在锡石表面主要发生化学吸附,同时也可能存在物理吸附.辛基羟肟酸的溶液化学计算得出:对锡石浮选起主导作用的是离子-分子缔合物.辛基羟肟酸在锡石表面形成强疏水性的缔合物,可作为锡石的强效捕收剂.     

油酸在锡石(100)表面吸附机理的密度泛函理论研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论在原子尺寸上计算研究了油酸离子在锡石(100)表面的吸附机理.H_2O,OH~-和OL~-在锡石(100)表面上的吸附能分别是-124.90,-135.42和-195.29kJ/mol;吸附过程中羧基中的2个O原子(O1,O2)与锡石表面上的2个相邻的Sn原子(Sn1,Sn2)键合形成1个五元螯合环;Mulliken电荷计算以及差分电荷密度分析显示,在成键过程中Sn1,Sn2原子分别失去0.10,0.11单位的电荷,O1,O2原子分别得到0.01,0.09单位的电荷;生成的2个化学键O1—Sn1,O2—Sn2的Mulliken布居数分别是0.16,0.26.以上计算结果表明,H_2O和OH~-可以自发吸附在锡石表面上使其亲水并荷有负电;油酸离子在(100)表面上的作用最强,可以取代表面上的H_2O和OH~-;O1—Sn1和O2—Sn2两个化学键的布局数较低且生成过程中伴随着原子间的电荷转移,说明O1—Sn1键和O2—Sn2键为离子键,油酸离子在锡石(100)面上的吸附为伴有取代作用的化学吸附.     

苯基亚磷酸甲酯结构与活性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论在B3LYP／6-31G（d）水平上对苯基亚磷酸甲酯分子的几何结构进行优化,计算了该分子的分子轨道能、键长、键角、二面角、慕利肯电荷分布及轨道电子激发态,这些分子量化计算结果可为研究苯基亚磷酸甲酯分子性质提供理论基础。     

煤表面对单氧分子的物理吸附机理

煤的氧化自燃是由煤表面对氧的吸附开始．应用量子化学密度泛函理论,研究了煤表面对氧分子的物理吸附机理和吸附过程．结果表明,煤表面与氧分子组成的吸附态中,煤表面苯环碳原子的电子向氧分子中的氧原子转移,导致氧原子的净电荷增加;单氧分子在苯环位置吸附时,其O-O键的伸缩振动频率向低波数位移;单氧分子在侧链位置吸附时,UC14-H16和UO24-UO25红外光谱的振动频率变小,分子之间的作用力减弱了分子的伸缩振动．氧与苯环吸附时的吸附能为30．94kJ／mol,与氨基基团吸附时的吸附能为71．81kJ／mol煤表面侧链吸附放出的热量大于与苯环吸附所放出的热量,侧链吸附对煤的氧化自燃的贡献大于苯环的吸附．