季铵盐在高岭石表面吸附的分子模拟研究

作者：陈军; 凌云嘉; 孙宇; 刘令云; 闵凡飞^*

来源：中国矿业大学学报. 自然科学版, 2021, 50(06): 1204-1211.

DOI：10.13247/j.cnki.jcumt.001349

• 季铵盐
• 高岭石
• 吸附机理
• 密度泛函理论
• 分子动力学模拟

为探究季铵盐类疏水改性药剂在高岭石表/界面吸附的微观结构及作用机理,对十八烷基三甲基氯化铵阳离子(OTAC+)在高岭石表面的吸附进行了分子模拟研究.密度泛函理论(DFT)结果表明:OTAC+能够通过其极性头基与表面形成C—H…O弱氢键及强静电引力作用近似垂直地稳定吸附在高岭石不同层面;OTAC+在高岭石(001)面和■面最佳吸附能分别为-100.192和-104.230 kJ/mol.分子动力学模拟(MD)结果表明:OTAC+能够排开高岭石表面水分子,呈极性头基朝向表面近似垂直状态稳定吸附于高岭石不同层面,其非极性碳链存在一定程度扭转和自聚团,对高岭石不同表面起到疏水改性作用;MD模拟结果与DFT结果高度一致.季铵盐在高岭石表面的吸附机理主要是以其极性头基与表面间的静电引力作用为主,极性头基上甲基氢原子与表面氧原子间的弱氢键作用为辅的综合作用结果.

• 单位
  安徽理工大学