Please wait a minute...
图/表 详细信息
氢氟酸体系锰杂质络合机制: 基于DFT的配位结构与反应路径解析
田阳, 郭其景, 杨华春, 刘海霞, 薛峰峰, 易浩, 宋少先
高等学校化学学报    2025, 46 (12): 20250189-.   DOI:10.7503/cjcu20250189
摘要   (241 HTML4 PDF(pc) (8395KB)(285)  

针对电子级氢氟酸中痕量杂质反应机理不明晰的问题, 以氟锰酸盐类金属络合物为研究对象, 通过 密度泛函理论(DFT)计算, 研究了氢氟酸体系中痕量杂质Mn与其它金属杂质离子(以Na+, Ca2+, Al3+为典 型的一、 二、 三价杂质离子)的反应路径, 结合静电荷分布、 差分电荷密度及结合能计算等手段, 揭示了反应产物(AlMnF8, CaMnF6, NaMnF6)的稳定性及其与氢氟酸(HF)分离的潜力. 结果表明, Al3+与Mn反应生成的AlMnF8具有最低的体系总能量(-30.878 eV), 结构最稳定; 对结合能的分析进一步证实, AlMnF8与HF的结合能绝对 值(0.488 eV)低于NaMnF6(0.758 eV)和CaMnF6(0.798 eV), 表明其在HF溶液中更易通过物理分离方式脱除. 为电子级氢氟酸中痕量锰络合物的高效去除提供了理论依据.



View image in article
Fig.3 Coordination pathways of Na+ with MnF4(A) and MnF6(B)
正文中引用本图/表的段落
在Na?反应体系中, 前述反应所得的四面体型MnF4和八面体型MnF6均可与Na+发生配位作用. 具体而言, 在MnF4参与的路径中, MnF4首先与Na结合生成中间产物NaMnF4, 随后与F2进一步结合形成最终产物NaMnF6[图3(A)]; 而在MnF6与Na+的配位中, MnF6可直接与Na生成相同的终产物NaMnF6[图3(B)]. 两种路径形成的NaMnF6结构相同, 其中, Na与3个F原子配位, Na—F键长约为0.2270 nm[图4(A)]. 通过静电势分析发现, Na周围呈现较高的静电势, 而电子主要集中分布于MnF6部分, 导致电势分布呈现明显的不均匀性[图4(B)].
本文的其它图/表