氟磷酸鈣真空碳熱還原反應(yīng)機(jī)理的分子動(dòng)力學(xué)研究
本文選題:氟磷酸鈣 + 真空; 參考:《真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)》2017年01期
【摘要】:由于在高溫下缺乏實(shí)驗(yàn)檢測方法,反應(yīng)的中間產(chǎn)物壽命短、濃度低,很難通過實(shí)驗(yàn)手段獲得準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù),本文采用從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬方法對氟磷酸鈣真空碳熱還原的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)果表明:在1723K下,Ca_5(PO_4)_3F與C摩爾比為1∶12時(shí),Ca_5(PO_4)_3F中的P原子態(tài)密度(PDOS)比較接近單個(gè)P原子態(tài)密度,C原子與O原子具有明顯的共價(jià)鍵特征,還原效果最好;PDOS結(jié)果顯示在費(fèi)米能級附近,Ca原子與P原子、C原子沒有形成共價(jià)鍵,故沒有出現(xiàn)中間產(chǎn)物Ca_3P_2和CaC_2;由此推測氟磷酸鈣碳熱還原反應(yīng)機(jī)理,首先C與Ca5(PO4)3F中PO3-4反應(yīng),不斷脫去PO3-4中的O原子,PO3-4→PO_3~(2-)→PO_2~-→PO→P,然后C與O~(2-)結(jié)合生成CO,Ca~(2+)分別與O~(2-)、F~-結(jié)合生成CaO、CaF_2。
[Abstract]:Due to the lack of experimental detection method at high temperature, the intermediate product of the reaction has a short life and low concentration, so it is difficult to obtain accurate analytical data by experimental means. The mechanism of vacuum carbothermal reduction of calcium fluorophosphate was studied by ab initio molecular dynamics simulation. The results show that at 1723K, when the molar ratio of C to C is 1:12, the density of states (PDOS) of P atom is closer to that of a single P atom, and the density of states of C atom and O atom has obvious covalent bond characteristics. The results showed that there was no covalent bond between Ca atom and C atom of P atom near Fermi level, so there were no intermediate products Ca_3P_2 and CaC2, so the mechanism of thermal reduction of calcium fluorophosphate was inferred. Firstly, C reacted with PO3-4 in Ca5(PO4)3F. The O atom in PO3-4 is removed from the O atom (PO3-4 / PO3 / T / 2), and then C and O (2) are combined to form COG / CaN 2) and the O ~ (2 / O ~ (2) O ~ (3 +) is combined with O ~ (2 +) to form CaF2 / Caf2, respectively, and then C / O ~ (2) is combined with O ~ (2 +) to form CaF2).
【作者單位】: 文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院;昆明理工大學(xué)云南省有色金屬真空冶金重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;云南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院;
【分類號】:TQ126.3
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級參考文獻(xiàn)】
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【相似文獻(xiàn)】
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