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随着我国工业和社会经济的发展,水源污染日益严重,在自然水资源有限的前提下,净化现有的已污染水源更加重要。新近发展起来的铜锌合金净化水处理工艺具有不产生二次污染、使用寿命长、维护方便等优点,日益受到人们的青睐。但是对于这种工艺传统的研究方法是实施实验,并未从根本上也就是从材料的微观结构出发来研究其净水机理,所以理论上的研究对于指导铜锌合金净化水技术的进一步发展具有重大的理论和现实意义。
固体与分子经验电子理论(简称EET理论)是一种基础于材料的晶体结构(包括空间群资料)的理论。利用晶体学知识,容易求出材料各种键长的数据,之后利用EET理论,就可求出材料的价电子结构。
而材料的本征性能与其价电子结构是密不可分的。本文借助于固体与分子经验电子理论的方法,分析铜锌合金滤料及其净化水后产物的价键电子结构,通过键能公式以及结合能公式,就可求出金属的键能、结合能等数据,通过Miedema,理论模型计算出其反应的生成焓,把净水反应物和生成物的相关数据与前人的实验结果进行分析对比,为铜锌合金滤料净化水处理技术的研究及提高提供理论上的依据。
如通过分析对比KDF55滤料(主要成分化学式为CuZn,体心立方结构)及其去除余氯后产物ZnCl2(在水溶液中为离子型化合物)的价电子结构、键能、结合能、生成焓等数据,可知:此过程可以看做是CuZn腐蚀的过程,Zn因为电位更低发生还原反应,Cu被钝化留在滤料表面;产物ZnCl2的键能比反应物要低,化合物更稳定。
同时本文也分析了使用铜锌合金而不使用金属铜或金属锌单质净化水的微观方面的原因,并且对未来该技术的发展提出了一些理论上的建议。