超临界水中醋酸锌水解反应的分子动力学模拟

王晓娟 李志义 刘志军

(大连理工大学化工机械学院，流体与粉体工程设计研究所，辽宁大连116023)

1 引言

纳米氧化锌(ZnO)是一种重要的化工原料，是橡胶制品和涂料生产中重要的催化剂之一.纳米ZnO还可用作光化学反应的催化剂，制造光电以及热敏材料.添加了纳米ZnO的陶瓷制品，可降低陶制品的烧结温度，降低能耗，烧成品外观更好.1，2ZnO纳米线具有独特的传输和力学特性，近年来引起了研究者的极大兴趣.3

由于超临界水(SCW)具有特殊的溶解度、可变的密度、较低的粘度和表面张力以及较高的扩散特性，4，5利用超临界水热合成法制备纳米ZnO逐渐成为常用的方法之一.6-8在这种方法中，超临界水(SCW，温度Tc=647 K，压力pc=22 MPa，密度ρc=0.322 g·cm-3)同时作为反应介质和反应物，含Zn离子的盐如 Zn(NO3)2、ZnSO4、Zn(CH3COO)2的水溶液在超临界状态下与碱(如KOH)或纯水先发生水解反应生成Zn(OH)2，然后Zn(OH)2脱水得到纳米级的ZnO颗粒.1，2利用超临界水热合成还成功制备出不同种类和形貌的纳米颗粒，如MgO、TiO2、ZrO2、SnO2、ZnS和Fe3O4等.1，2

与此同时，研究者对超临界水7-9以及含盐水溶液的特性也开展了一系列分子动力学模拟，如研究NaCl、10-13FeCl2、14-16以及 NaCO317在 SCW 中的成核机制.本课题组利用Zn(CH3COO)2直接和SCW反应，制备得到最小平均粒径约为10 nm的ZnO球形颗粒，2反应如式(1)所示.

本文在已有实验结果2的基础上，利用分子动力学模拟Zn(CH3COO)2与SCW反应的能量变化，以及产物CH3COOH在SCW的分布特性，为实验上通过控制温度或压力生成纳米ZnO颗粒提供理论参考.

2 分子动力学模拟部分

2.1 非键相互作用参数

本文分子动力学模拟涉及到……