view in publisher's site

Adsorption mechanism of water molecule on goethite (010) surface

Goethite widely exists among ocean sediments; it plays an important role in fixing heavy metals and adsorbing organic contaminants. So the understanding of the adsorbing process of water molecule on its surface will be very helpful to further reveal such environmental friendly processes. The configuration, electronic properties and interaction energy of water molecules adsorbed on pnma goethite (010) surface were investigated in detail by using density functional theory on 6-31G (d,p) basis set and projector- augment wave (PAW) method. The mechanism of the interaction between goethite surface and H2O was proposed. Despite the differences in total energy, there are four possible types of water molecule adsorption configurations on goethite (010) surface (Aa, Ab, Ba, Bb), forming coordination bond with surface Fe atom. Results of theoretical modeling indicate that the dissociation process of adsorbed water is an endothermic reaction with high activation energy. The dissociation of adsorbed water molecule is a proton transportation process between water’s O atoms and surface. PDOS results indicate that the bonding between H2O and (010) surface is due to the overlapping of water’s 2p orbitals and Fe’s 3d orbitals. These results clarify the mechanism on how adsorbed water is dissociated on the surface of goethite and potentially provide useful information of the surface chemistry of goethite.

مکانیزم جذب مولکول آب بر روی سطح گوتیت (۰۱۰)

گوتیت به طور گسترده در میان رسوبات اقیانوس وجود دارد؛ آن نقش مهمی در تثبیت فلزات سنگین و جذب آلاینده‌های آلی ایفا می‌کند. بنابراین درک فرآیند جذب مولکول آب روی سطح آن برای آشکار کردن بیشتر چنین فرآیندهای دوست‌دار محیط‌زیست بسیار مفید خواهد بود. پیکربندی، خواص الکترونیکی و انرژی برهمکنش مولکول‌های آب جذب‌شده بر روی سطح (۰۱۰)pnma goethite با استفاده از نظریه تابعی چگالی بر روی مجموعه پایه ۶ - ۳۱ G (d، p)و روش موج تقویت - پروژکتور (PAW)به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفت. مکانیزم برهمکنش بین سطح گوتیت و H [ ۲ ] ارائه شده‌است. علی‌رغم تفاوت در انرژی کل، چهار نوع پیکربندی جذب سطحی مولکول آب‌بر روی سطح گوتیت (Aa، Ab، ba، Bb)وجود دارد که پیوند هماهنگی با اتم Fe سطحی را تشکیل می‌دهند. نتایج مدلسازی نظری نشان می‌دهد که فرآیند تجزیه آب جذب‌شده یک واکنش گرماگیر با انرژی فعالسازی بالا است. تفکیک مولکول آب جذب‌شده یک فرآیند انتقال پروتون بین اتم‌های O آب و سطح است. نتایج PDOS نشان می‌دهد که پیوند بین سطح و به دلیل تداخل اوربیتال های ۲ p آب و اوربیتال های ۳ d آهن است. این نتایج مکانیزم نحوه جدا شدن آب جذب‌شده از سطح گوتیت را روشن می‌سازد و به طور بالقوه اطلاعات مفیدی از شیمی سطح گوتیت فراهم می‌کند.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.