碳热氯化过程中氯化剂在SiO2(101)面吸附模拟

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.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.结果表明,在无C原子存在时,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.吸附能计算结果显示,无C原子存在情况下,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原子存在时,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,C原子存在情况下,氯化剂在β-SiO2(101)面的化学吸附趋势为Cl原子＞COC1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.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.