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分子动力学方法模拟不同温度下铀酰在叶腊石上的吸附和扩散行为

作者:张陶娜; 徐雪雯; 董亮; 谭昭怡; 刘春立叶腊石铀酰分子动力学模拟温度吸附扩散

摘要:采用分子动力学方法研究了铀酰在叶腊石表面的吸附和扩散。在碳酸根离子存在的情况下,探究了温度对铀酰吸附和扩散的影响。碳酸根离子与铀酰存在较强的作用力,不同数目的碳酸根离子与铀酰结合会形成多种铀酰种态。在不同温度的模拟中,得到了uO2、U02C03、U02(C03);U02(C03)3四种铀酰种态和铀酰聚合物。通过原子密度图,观察了粒子在溶液中的分布情况。发现uo2和U02C03容易吸附在叶腊石上,而U02(C03);和U02(C03)3主要存在于扩散层中。随着时间的推移,越来越多的碳酸根离子与铀酰配位,使得铀酰在叶腊石上的吸附逐渐减少。本文计算了不同温度下,各铀酰种态的扩散系数。在扩散层中,各种态的扩散系数随温度的变化较为一致,而在吸附层中,uO2和U02003的扩散速率随温度的变化较U02(C03);和u02(c03)3慢。但是在同一温度下,同一个吸附层或扩散层中,铀酰种态的扩散系数大小顺序始终保持不变:uO2〉U02C03〉U02(C03)2〉U02(003)。说明在碳酸根存在的情况下,uO2可能是主要的扩散形式。

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物理化学学报

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