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γ-Al(OH)3是氧化铝工业中重要的中间产品。但是氢氧化铝的生产过程中始终存在着生产周期长的问题。据研究报道,一些小分子有机物对氢氧化铝的生产的结晶过程,有较强的抑制作用,但是相关的研究工作仅停留在对实验现象的描述,对产生这一现象的机理始终缺乏可靠的实验和理论分析。本文应用量子化学中的密度泛函理论,研究了几种常见小分子有机物在氢氧化铝晶体表面的顶位吸附行为,为探索有机物抑制种分过程影响的新方法提供了基础数据。1、文章应用平面波赝势方法对实验测定的γ-A1(OH)3的晶体模型进行了优化,得到了理想状态下的晶体模型。然后,应用此晶体模型建立了γ-A1(为OH)3晶体各个表面的slab模型,并对各个表面进行了优化,得到了部分晶体表面的稳定性顺序:{010}<{112}≈{110}<{111}<{101}≈{100}<{001}。2、应用水分子作为探针分子,研究了水分子在氢氧化铝表面的顶位吸附作用,以作为对小分子有机物在氢氧化铝晶体表面吸附的基准。3、应用slab模型研究了多元醇、多羟基二元羧酸和一元羧酸等小分子有机物在氢氧化铝表面的顶式吸附行为。并得出如下结论:小分子有机物同氢氧化铝表面的作用,主要与小分子的前线轨道以及氢氧化铝各个表面的Fermi能级高低有关。只有当小分子有机物的最高占据轨道(HOMO)能量同氢氧化铝表面的Fermi能级相近时(小于0.1Ha.),才有可能发生较强的吸附反应。Fermi能级较低的{001}、{100}和{101}表面倾向于同最高占据轨道(HOMO)能量较低的小分子有机物如:多元醇、多羟基二元羧酸反应,从而对结晶的形貌产生较大的影响;而最高占据轨道(HOMO)能量较高的分子,如一元羧酸根离子,则难以在这几个较为不活泼的表面发生吸附行为。Fermi能级较高的{111}等表面虽然有时会作为给电子体,同前线轨道能量较低的小分子有机物发生相互作用,但是总体来讲由于能量不够匹配,所以吸附能并不特别大。但是当较活泼的表面,如{111}表面,同前线轨道能量相对较高的羧酸根离子相互作用时,则会发生很强的相互作用。并会同晶体表面的活性位点结合,抑制种分过程的进行。