| 碳热氯化过程中氯化剂在SiO2(101)面吸附反应模拟 |
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| 引用本文： | 陈思明,段东平,李燕江,刘艳,胡凯,周娥,董昌吉,李鹏业. 碳热氯化过程中氯化剂在SiO2(101)面吸附反应模拟[J]. 矿冶, 2023, 32(2) |
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| 作者姓名： | 陈思明 段东平 李燕江 刘艳 胡凯 周娥 董昌吉 李鹏业 |
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| 作者单位： | 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心;中国科学院大学化学工程学院;青海盐湖工业股份有限公司,中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心,中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心,中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心,中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心,中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心,青海盐湖工业股份有限公司,青海盐湖镁业有限公司 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划(2018YFC1903806)；北京市自然科学基金(2212021)；国家自然科学基金(52004262)*通信作者：陈思明,男,湖南湘潭人,副研究员,主要从事固废资源氯化处理技术开发并产业化应用;E-mail : smchen@ipe.ac.cn ,2*,段东平1,2,李燕江1,2,刘艳1,2,胡凯1,2,周娥1,2,董昌吉3,李鹏业3 |
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| 摘 要： | 粉煤灰中有价元素提取是实现粉煤灰高值化资源的有效途径。氯化法因处理速率快、产物分离操作简单、处理过程渣减量化程度大等优点而受到研究者重视，但粉煤灰中SiO2含量大，且氯化速度较其它氧化物小，影响到氯化法在粉煤灰处理中的应用。本研究采用基于第一性原理的从头计算方法，对Cl原子、Cl2和COCl化合物与C原子在β-SiO2（101）面的协同吸附行为进行了分析。分析结果表明，在无C原子存在下，Cl原子和COCl化合物可与β-SiO2（101）面发生化学吸附，而Cl2与β-SiO2（101）面的吸附键类型与其吸附方法有关。经过吸附能计算结果可知，该情况下氯化剂在β-SiO2（101）面的化学吸附趋势为Cl原子 > COCl化合物 > Cl2，Cl原子吸附于β-SiO2（101）面的吸附能为-4.80 eV。在C原子存在下，上述三种氯化剂在β-SiO2（101）面的吸附能不仅与氯化剂吸附方式有关，还与C原子出现位点有关。总体而言，该情况下氯化剂在β-SiO2（101）面的化学吸附趋势为Cl原子 > COCl化合物 > Cl2，当C原子出现在OA位置时，Cl原子在β-SiO2（101）面的吸附能最小，为-9.74 eV。其电子分布和态密度分析结果表明，C原子和Cl原子在β-SiO2（101）面的协同吸附作用，有利于电子向Cl原子转移，同时促使β-SiO2（101）面整体稳定性下降，有助于后续晶面吸附结构的解离或氯化剂的吸附。
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| 关 键 词： | 二氧化硅，碳热氯化，吸附，第一性原理，β-SiO2(101)面 |
| 收稿时间： | 2022-11-07 |
| 修稿时间： | 2022-11-07 |
Absorption of chlorinating agents and C on SiO2(101) surface based on the first principles calculation |
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| CHEN Siming,DUAN Dongping,LI Yanjiang,LIU Yan,HU Kai,ZHOU E,DONG Changji and LI Pengye. Absorption of chlorinating agents and C on SiO2(101) surface based on the first principles calculation[J]. Mining & Metallurgy, 2023, 32(2) |
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| Authors: | CHEN Siming DUAN Dongping LI Yanjiang LIU Yan HU Kai ZHOU E DONG Changji LI Pengye |
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| Affiliation: | National Engineering Research Center of green recycling for strategic metal resources,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences;China;School of Chemical Engineering,University of Chinese Academy of Sciences;China;Qinghai Salt Lake Industry Co Ltd;China,National Engineering Research Center of green recycling for strategic metal resources,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,National Engineering Research Center of green recycling for strategic metal resources,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,National Engineering Research Center of green recycling for strategic metal resources,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,National Engineering Research Center of green recycling for strategic metal resources,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,National Engineering Research Center of green recycling for strategic metal resources,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Qinghai Salt Lake Industry Co Ltd,Qinghai Salt Lake Industry Co Ltd |
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