Mechanistic understanding of dehydroxylation reaction of smectites: Insights from reactive force field (ReaxFF) molecular dynamics simulation

雷亚克夫 分子动力学 力场(虚构) 化学 领域(数学) 反应动力学 计算化学 化学物理 材料科学 分子 有机化学 物理 数学 原子间势 量子力学 纯数学
作者
Pengyuan Gao,Yingchun Zhang,Xiandong Liu,Xiancai Lu
出处
期刊:American Mineralogist [Mineralogical Society of America]
被引量:1
标识
DOI:10.2138/am-2024-9445
摘要

Abstract Smectite, a major barrier material for contaminants in Earth’s critical zone, is a layered aluminosilicate mineral with cis-vacant (cv) and trans-vacant (tv) configurations. High-temperature transformations of smectite are directly related to the smectite’s thermal reactions. However, the precise thermal reaction mechanism and thermally induced structural transition of cv and tv smectites remain debated. In this study, we systematically investigated the mechanism of thermal reactions of cv and tv smectite models using reactive force field (ReaxFF) molecular dynamics. We explored the deprotonation and the intralayer dehydration steps of cv and tv smectites at 700K and 900K. The results revealed that the dehydroxylation reaction of cv smectite exhibited more difficulty than tv smectite at 700K, while demonstrating easier at 900K. Furthermore, it is found that the dehydroxylated cv and tv smectites evolved to a consistent structure spontaneously. Our findings further confirmed that cv smectite has a higher dehydroxylation temperature than tv smectite and thus provided a theoretical basis for distinguishing cv and tv smectites using thermogravimetric analysis (TGA). Moreover, we gathered TGA data of smectites from different regions, confirming that montmorillonites have cv structure and almost all smectites from China (over 11 provinces) are cv. This study provides a molecular-level understanding of the thermal reaction mechanisms of smectites and a physical basis for further study and application of smectites.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
奥斯卡完成签到,获得积分0
4秒前
Nicole完成签到 ,获得积分10
5秒前
CYAA完成签到,获得积分10
13秒前
yu完成签到 ,获得积分10
15秒前
南北完成签到,获得积分10
31秒前
AUGKING27完成签到 ,获得积分10
32秒前
长孙归尘完成签到 ,获得积分10
44秒前
keyaner完成签到,获得积分10
47秒前
甜美的绮菱完成签到,获得积分20
49秒前
55秒前
apocalypse完成签到 ,获得积分10
56秒前
i2stay完成签到,获得积分10
56秒前
王三歲发布了新的文献求助10
1分钟前
王三歲完成签到,获得积分10
1分钟前
lanbing802完成签到,获得积分10
1分钟前
hello2001完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Hanayu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
乐正怡完成签到 ,获得积分0
1分钟前
JOKER完成签到 ,获得积分10
1分钟前
单纯的冬灵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
泥泞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
衡阳完成签到,获得积分10
1分钟前
Wilbert完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研通AI5应助zilhua采纳,获得30
1分钟前
诗蕊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
洸彦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
林夕完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zy3637完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
彪行天下完成签到,获得积分10
1分钟前
李崋壹完成签到 ,获得积分10
2分钟前
铜泰妍完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2012csc完成签到 ,获得积分0
2分钟前
巴啦啦能量完成签到 ,获得积分10
2分钟前
madison完成签到 ,获得积分10
2分钟前
wwj1009完成签到 ,获得积分10
2分钟前
含蓄文博完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
Peking Blues // Liao San 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13 edition 240
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3800967
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3346553
关于积分的说明 10329541
捐赠科研通 3063068
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1681330
邀请新用户注册赠送积分活动 807474
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763721