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水分子在伊利石表面的吸附作用机理分析(3)
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摘要：图12 None-K-001 面电子态密度Fig .12 None-K-001surface electronic density 见图11、12，在水分子吸附之前，水分子中H 原子的1s 轨道处在EF 附近，态密度较高，具有较大
图12 None-K-001 面电子态密度Fig .12 None-K-001surface electronic density
见图11、12，在水分子吸附之前，水分子中H 原子的1s 轨道处在EF 附近，态密度较高，具有较大的反应活性，而在水分子吸附之后，水分子中H 原子与表面O 原子的处在EF 附近的电子态密度都降低（主要是表面氧原子的2p 轨道），说明吸附完成后整体的能量降低，体系更加稳定，也印证了静电势的分析。
见图11，在-12.4 eV～-5 eV 附近,H 原子的1 s轨道与O 原子的2 p 轨道存在较多的重叠，具有较强的成键作用，而在2.3 eV～5 eV 范围内，则存在着反键作用，但是作用强度低于成键效果。见图12，在-7.2 eV～-5.3 eV 附近存在着成键作用，形成了较弱的氢键，有利于水分子的吸附。
表3 水分子在IN-K-001 面吸附前后原子的mulliken电荷分析Table 3 Analysis of mulliken charge of atoms before and after adsorption of water molecules on IN-K-001 surface原子 吸附状态 s p 电荷/eV IN-K-001 H1 Before 0.47 - 0.53 Aたer 0.47 - 053 H2 Before 0.48 - 0.52 Aたer 0.63 - 0.37 O3 Before 1.85 5.35 -1.20 Aたer 1.84 5.33 -1.18
表4 水分子在None-K-001 面吸附前后原子的mulliken电荷分析Table 4 mulliken charge analysis of atoms before and after adsorption of water molecules on the None-K-001surface原子 吸附状态 s p 电荷/eV IN-K-001 H6 Before 0.47 - 0.53 Aたer 0.47 - 053 H7 Before 0.48 - 0.52 Aたer 0.49 - 0.51 O8 Before 1.83 5.35 -1.18 Aたer 1.84 5.33 -1.17
表3、4 可知，当水分子吸附到伊利石表面时，成键处氧原子荷负电荷均减少，相应的与之吸附的H 原子荷正电荷数也减少了，结合电子态密度分析可知，并未形成化学键，没有产生电子的转移，而仅仅是形成了电子的聚集。
3 结 论
（1）通过模拟水分子在伊利石IN-K-001 面与None-K-001 面的吸附，确定了水分子在伊利石表面主要是以氢键为主的物理吸附。
（2）伊利石表面静电势负值区域面积大于静电势为正的区域，极小值点个数大于极大值点个数，氧原子附近存在着大量的极值点，这有利于水分子的吸附。水分子吸附后，伊利石表面静电势值较大的红色区域面积增大,吸附活性位点增加。
（3）水分子在伊利石表面稳定吸附后，水分子中的氢原子与表面氧原子之间发生了电子的聚集，电子态密度整体降低， 整个体系的能量降低，导致水分子的吸附更加稳定。
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文章来源：《中国表面工程》 网址: http://www.zgbmgc.cn/qikandaodu/2021/0708/650.html