離子吸附型稀土礦是一類稀土元素以離子態(tài)吸附在高嶺石等黏土礦物表面且中重稀土含量高的特色資源,是發(fā)展高新科技的重要支撐資源,具有重要的戰(zhàn)略意義。本研究使用Materials Studio軟件CASTEP模塊進行量子化學(xué)計算,對稀土離子在高嶺石表面的吸附過程和有機酸強化稀土離子在高嶺石表面的解吸過程進行DFT研究。主要結(jié)論如下:對高嶺石晶胞和(001)、(00-1)面電子性質(zhì)進行了分析,得到的高嶺石帶隙為5.096 eV,帶隙寬度較大,高嶺石晶胞結(jié)構(gòu)中不同的部分的電荷存在差異,硅氧四面體的底部O帶有更多的電荷,顯現(xiàn)出較多的負電性。高嶺石(001)面原子位移比(00-1)面變化的更加明顯,高嶺石表面O的活性:(00-1)面的O原子>(001)面平躺型羥基的O原子>(001)面直立型和傾斜型羥基的O原子。高嶺石(00-1)表面O原子的幾何中心位置為活性位點,高嶺石(001)表面平躺型羥基的O原子為活性位點。對理想環(huán)境下稀土離子在高嶺石的晶體(001)和(00-1)表面吸附模型進行了性質(zhì)分析。與初始位置相比,稀土離子到高嶺石表面的距離均有所減小。吸附能的大小順序為Eu<Lu&l...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 稀土元素
    1.2 稀土資源狀況
    1.3 離子吸附型稀土礦的浸出
        1.3.1 浸出工藝
        1.3.2 浸出劑
        1.3.3 浸出機理
    1.4 研究方法
    1.5 課題的研究意義及主要研究內(nèi)容
        1.5.1 研究目的及意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第二章 高嶺石晶胞及其表面性質(zhì)的DFT研究
    2.1 高嶺石晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        2.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)設(shè)置
        2.1.3 高嶺石晶胞結(jié)構(gòu)分析
    2.2 高嶺石表面結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        2.2.2 幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        2.2.3 態(tài)密度分析
    2.3 小結(jié)
第三章 稀土離子在高嶺石表面吸附的DFT研究
    3.1 幾何優(yōu)化前后的構(gòu)型
    3.2 吸附能
    3.3 布居分析
        3.3.1 鍵布居分析
        3.3.2 原子布居分析
    3.4 態(tài)密度分析
        3.4.1 Y離子在高嶺石(00-1)表面的吸附
        3.4.2 Eu離子在高嶺石(00-1)表面的吸附
        3.4.3 Lu離子在高嶺石(00-1)表面的吸附
        3.4.4 Y離子在高嶺石(001)表面的吸附
        3.4.5 La離子在高嶺石(001)表面的吸附
        3.4.6 Eu離子在高嶺石(001)表面的吸附
        3.4.7 Lu離子在高嶺石(001)表面的吸附
    3.5 小結(jié)
第四章 有機酸根對稀土離子在高嶺石表面吸附影響的DFT研究
    4.1 乙酸根對稀土離子在高嶺石表面吸附影響的DFT研究
        4.1.1 幾何優(yōu)化后的構(gòu)型
        4.1.2 距離分析
        4.1.3 能量分析
    4.2 草酸根對稀土離子在高嶺石表面吸附影響的DFT研究
        4.2.1 幾何優(yōu)化后的構(gòu)型
        4.2.2 距離分析
        4.2.3 能量分析
    4.3 乳酸根對稀土離子在高嶺石表面吸附影響的DFT研究
        4.3.1 幾何優(yōu)化后的構(gòu)型
        4.3.2 距離分析
        4.3.3 能量分析
    4.4 強化浸出效果比較
    4.5 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3849533