1-羟基乙叉-1,1-二膦酸抑制方解石螺旋生长的分子模拟研究

为研究阻垢剂的阻垢机理,我们利用HyperChem分子模拟软件,对1-羟基乙叉-1,1-二膦酸(1-hydroxy ethylidene-1．1- diphosphonic acid)HEDP抑制方解石的螺旋生长,进行了计算机分子模拟。首先,根据方解石晶体生长形貌,通过分子模拟软件生成有螺旋位错的方解石{104}面,同时基于半经验分子轨道理论,对离解后的HEDP结构优化以获得其部分电荷分布。进而用分子力学计算HEDP在{104}面螺旋位错扭折点的吸附能,及该处吸附HEDP后,Ca2+和CO32-分别沿法线向它趋近时吸附能的变化。得到结果是,在趋近扭折点过程中,HEDP与{104}面的吸附作用越来越强烈。之后,在Ca2+、CO32-趋近螺旋位错台阶时都遇到很高的势垒。计算结果表明,HEDP牢牢吸附在扭折点上,并且吸附后的HEDP阻碍了Ca2+、CO32-的沉积, 从而抑制在扭折点周围碳酸钙分子的快速生长。