高岭石表面上铵离子吸附的量子化学研究

摘要

在离子型稀土矿浸取过程中,浸取剂铵离子通过在黏土矿物表面的吸附作用交换出被吸附的稀土离子.采用基于密度泛函理论的量子化学计算方法,研究铵离子在无水和有水高岭石的铝氧面和硅氧面上的吸附机理.结果表明：铵离子主要通过静电作用和氢键作用吸附到高岭石表面上.在高岭石铝氧面上,铵离子最容易吸附在平躺的羟基组分周围,而在硅氧面上铵离子更容易吸附在表面六元环中心处.水分子的存在会使铵离子在铝氧面上吸附能显著降低,在硅氧面上变化不大,铵离子更易吸附在硅氧面上.在有水的高岭石铝氧面和硅氧面上,铵离子的吸附能均小于稀土镧离子的吸附能.