10.3964/j.issn.1000-0593(2023)07-2090-05
亚砷酸水化特征及红外光谱理论研究
砷污染问题已经在世界范围内引起了广泛关注,砷的去除也随即成为有待解决的问题,三价砷的毒性远远高于五价砷,地下水中砷主要以三价砷存在.水体中砷的除去与其水化特征密切相关,而有关不同质子化亚砷酸[HmAsO3]m-3(m=2,3)周围水化特征的研究少之甚少,更无[HmAsO3]m-3(m=2,3)水化层的红外光谱特征研究.利用B3LYP/6-311G(d,p)方法优化并计算了[HmAsO3(H2O)12]m-3(m=3,2)水化能,采取约化密度梯度函数填色等值面分析水分子与[HmAsO3]m-3(m=3,2)物种相互作用类型、位置及强度,并详尽解析[HmAsO3(H2 O)12]m-3(m=3,2)水化团簇红外光谱特征.研究得出,[HmAsO3(H2 O)12]m-3(m=3,2)水化团簇中 HmAsO3 倾向分布在水化团簇的表面,H3 AsO3 比 H2 AsO-3 水化能力低.有趣地发现,H3 AsO3 第一水化层通过氢键形成了一个变形的六元环,氢键的平均键长为 1.79 ?;而 H2 AsO-3 第一水化层通过氢键形成了一个变形的五元环,氢键的平均键长也为 1.79 ?.红外光谱中,[H3 AsO3(H2O)12]0的As—OP(质子化 O)伸缩振动峰 701 和 637 cm-1 与 FTIR实验光谱中的数据一致,而[H2AsO3(H2 O)12]-的 As—OP 伸缩振动峰为 573,562 和 449 cm-1,发生了明显红移,其 As—ON(未质子化 O)伸缩振动峰为798 cm-1.[H3AsO3(H2O)12]0 中独立 OP—H 伸缩振动峰为 3696 cm-1,OP—H…OW 中 OP—H 伸缩振动峰 3598 和 3105 cm-1;[H2AsO3(H2O)12]-中独立 OP—H 伸缩振动峰为 3678 cm-1,OP—H…OW 中OP—H 伸缩振动峰为 3576 cm-1.H3AsO3 第一水化层组成的六元环中 OW—HW…OW 的 OW—HW 特征伸缩振动峰为 3233 和 2911 cm-1 且弯曲振动峰为 1606 cm-1,而当第一水化层中水与 H3 AsO3 中 H 或OP 形成氢键导致 OW—HW 伸缩振动峰和弯曲振动峰都蓝移.H2 AsO-3 第一水化层组成的五元环中 OW—HW…OW 的 OW—HW 特征伸缩振动峰为 3383 cm-1,且 OW—HW 弯曲振动峰为 1680,1674和 1660 cm-1;当H2 AsO-3 第一水化层中水与 H2 AsO-3 的 H 形成 HW—OW…H 时导致 OW—HW 伸缩振动峰蓝移而弯曲振动峰红移,第一水化层中水与 H2 AsO-3 的 OP 或 ON 形成氢键时导致 OW—HW 伸缩振动峰红移而弯曲振动峰蓝移.相对于 H3 AsO3 第一水化层红外特征,H2 AsO-3 第一水化层 OW—HW 伸缩振动峰和弯曲振动峰都发生了蓝移.
亚砷酸、水化特征、红外光谱
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O561(分子物理学、原子物理学)
国家自然科学基金;河南省科技攻关项目;河南省高等学校重点科研项目;郑州师范学院青年骨干教师资助培养计划;郑州师范学院科研启动专项;郑州师范学院大学生科研创新基金项目
2023-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共5页
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