外电场对水在CaO(100)表面吸附的第一性原理计算

摘要：

镁钙系耐火材料是冶炼洁净钢的理想耐火材料,然而其中的游离氧化钙易水化,限制了其广泛的应用.在本工作中,采用第一性原理计算的方法研究了H2 O分子在CaO(100)表面的吸附行为.在此基础上又研究了外加电场对H2 O分子在CaO(100)表面吸附行为的影响.结果表明:H2 O分子最容易以垂直向上取向和垂直向下取向吸附于CaO(100)表面的桥位.在外加负电场的作用下,H2O分子与CaO(100)表面之间的距离和吸附能均随电场强度的增强而增大.同时H2 O分子的键角不断减小,逐渐趋向于单独水分子.电荷转移结果表明,随着负电场强度的增加,Ca原子向O原子转移的电子越来越少,这再次表明H2 O分子与CaO(100)面的相互作用不断减弱.在外加正电场的作用下,随着电场强度的逐渐增强,H2O分子和CaO(100)面间的距离变化不大,但吸附能逐渐由负值变为正值.外加电场可以抑制H2 O分子在CaO表面的吸附,为镁钙系耐火材料防水化提供了一种新方法.

关键词：镁钙系耐火材料、防水化、外电场、第一性原理计算、吸附

所属期刊栏目：55

分类号：TQ175.1

资助基金：国家自然科学基金;省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室开放基金;河南理工大学博士基金;河南省高校科技创新团队;河南省高校基本科研业务费专业项资金

在线出版日期：2021-03-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：44-50