【摘 要】
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电动力学修复技术可有效去除煤矿区污染土壤中的重金属离子。为阐明电场对高岭石表面重金属离子吸附特征的影响规律，以矿区土壤中Pb（II）、Cd（II）和Cu（II）三种常见重金属元素为研究对象，初步构建三维可视化模型，优化得到稳定的高岭石-溶液-高岭石模拟体系，运用分子动力学模拟方法，探究电场作用下重金属离子在高岭石（001）晶面的吸附方式、原子密度分布、扩散系数及径向分布函数的演化规律。结果表明：电
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（52274091，51974193）；
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电动力学修复技术可有效去除煤矿区污染土壤中的重金属离子。为阐明电场对高岭石表面重金属离子吸附特征的影响规律，以矿区土壤中Pb（II）、Cd（II）和Cu（II）三种常见重金属元素为研究对象，初步构建三维可视化模型，优化得到稳定的高岭石-溶液-高岭石模拟体系，运用分子动力学模拟方法，探究电场作用下重金属离子在高岭石（001）晶面的吸附方式、原子密度分布、扩散系数及径向分布函数的演化规律。结果表明：电场方向为+Z时，电场促进重金属离子和硅氧烷表面之间的络合作用，重金属离子第一水化壳的配位数随着电场强度增大而减少，外层配合物吸附百分比随着电场强度增大而增大。电场方向为-Z时，外层配合物吸附百分比随着电场强度增大而降低，高岭石表面与重金属离子相互作用减弱，更多的重金属离子游离在溶液中与氯离子配对；电场极化作用下重金属离子第一、二水化壳之间没有明显分界，水化壳之间存在水分子交换；电场作用下重金属离子在高岭石（001）面上的MSD曲线表现出各向异性，X、Y方向扩散系数大于Z方向，总扩散系数随着电场强度的增大而增大，扩散系数受电场正负方向的影响不明显;Pb（II）离子和Cd（II）离子在高岭石表面上仅存在外层配合物，Cu（II）离子存在内、外层配合物共存的吸附方式；高岭石对三种重金属离子吸附优先顺序为Pb（II） ＞ Cu（II） ＞ Cd（II）。
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