碳酸镁结晶过程离子团簇与扩散成核机制

理解离子的团簇演化成核机制可以更好地进行结晶过程的调控.基于分子动力学模拟研究了结晶温区、溶质离子浓度等对溶液结晶成核与生长过程的影响,并探讨了溶质离子的团簇演化规律.结果表明,溶质离子的扩散速率与物质结构和分子间作用力有关,并且与成核或晶界生长过程的团簇演化相互影响.在此研究范围内,溶质离子浓度一定(1.71 mol/L)时,388 K体系的成核与生长能力最强,是晶界引导无水碳酸镁生长、干扰镁离子和水分子结合的最佳温度,吸附在晶界的溶质离子分数为28.33％;一定温度下(298 K),溶质离子浓度为3.99 mol/L时最有利于晶体生长,吸附在晶界的溶质离子分数为32.14％,且该浓度起到了最佳的脱水效果,有利于形成无水碳酸镁.这为获得结晶良好、形貌均匀的无水碳酸镁等工艺技术提供了理论依据和指导.