报告人： 张娇 导师： 郝红勋 副教授报告时间： 2013-5-25

添加剂存在下尿素晶体 生长的分子信息探究

参考文献

添加剂存在下尿素晶体生长的分子信息探究

方法：分子动力学模拟

尿素力场

添加剂分子结构

初始面结构

算法

AMBER 力场

VESTA 软件 --XRD 数据

LINCS 算法，共轭梯度法等

Gaussian 09

研究概况

尿素

成核生长动力学针状晶体副产物

结构尺寸无多晶型

{001} 面 {110} 面

模拟分析

局部密度

局部有序度

基于单个分子的结晶程度

— 不同 t 时刻， i 分子所处的状态

模拟分析

t 时刻晶体相中尿素分子数：

Ntot — 模拟区域总尿素分子数

t 时刻液相中尿素分子数：

(t=0)晶体相中尿素分子数的变化：

类似地：

t 时刻第 K 层晶体相中尿素分子数：

Ntot,k — 第 k 层区域总的尿素分子数

Nsurf — 完整晶层的尿素分子数

特征比

实验条件

结果与讨论

{001}

{001}{110}

{110}

晶体的角度

(t=0)

晶体相中尿素分子数的变化

t 时刻液相中尿素分子数

{001} 生长较快面：连续生长机理

{110} 生长较慢面： Birth and spread 机理

连续生长―粗糙界面的生长粗糙界面 --（ Kink）原子只占 50%左右的位置，存在 50%左右的空位，可作为液相中原子向上堆砌的台阶。保持粗糙界面晶体在生长过程中界面上的台阶始终存在生长中几乎不存在热力学能障

生长机理

二维形核生长机理光滑界面固、液两相的结构和键合情况差别很大

首先在界面上形成单原子厚度的二维晶核，然后沿着界面横向扩展。

生长中热力学能障比较高

结果与讨论

晶面层的角度

NC,K —t 时刻第 K 层晶体相中尿素分子数 Nsurf — 完整晶层的尿素分子数

表面能分析

t 时刻第 K 层晶体相中尿素分子数：

Ntot,k — 第 k 层区域总的尿素分子数

Nsurf — 完整晶层的尿素分子数

{001}

{110}

添加剂作用机理

C`

C

D

E

F D`

E`

F`

A

添加剂作用机理

F`

I

JG

H

B

添加剂作用机理

晶体层角度

不同添加剂作用机理的微观分析

结论

{001} 连续生长机理{110} B+S 生长机理

{001} 氢键链与生长方向平行

{110} 大部分氢键链与生长方向垂直

Biuret 对 {001} 面和 {110} 面的抑制作用具有选择性

Acetone 对 {001} 面和 {110} 面的抑制作用相同，均为空间阻力

Thanks for your attentionThe End !