为探索水合阳离子对煤泥矿物颗粒表面水化的微观影响机理，以煤泥中主要矿物高岭石和石英为研究对象，依据煤泥水溶液环境构建了[Na(H2O)5]+及[Ca(H2O)8]2+两种煤泥水中常见的水合阳离子构型，并采用密度泛函理论对这2种水合阳离子在高岭石(001)面、(■)面和α-石英(001)面的单一吸附及与水分子间的竞争吸附进行了模拟计算。模拟结果表明，单一水合阳离子在3种表面的吸附能均比水分子的吸附能低出50%以上，其在矿物表面的吸附稳定性顺序为：α-石英(001)面>高岭石(001)面>高岭石(■)面；在竞争吸附作用下，竞争稳定构型的吸附能比单一水合阳离子在高岭石、石英表面上的吸附能低出34%～57%，其中2种吸附条件下[Ca(H2O)8]2+构型均比[Na(H2O)5]+构型更稳定。水合阳离子在3种表面上单一吸附时，与表面形成强氢键作用，比水分子与高岭石、石英表面间的氢键作用更强，2种水合阳离子在矿物表面的氢键强弱顺序均为：高岭石(001)面>α-石英(001)面>高岭石(■)面；在竞争吸附作用下，[Na(H2O)5]+与矿物表面间的氢键作用增强，[Ca(H2O)8]2+与矿物表面间的氢键作用减小；由于氢键作用不能完全对应吸附能的变化，经分析可知，吸附构型中存在静电作用，水合阳离子单一吸附构型中的静电作用比水分子吸附时更强，而在竞争吸附作用下，水合阳离子与矿物表面间静电作用增强，同时[Ca(H2O)8]2+比[Na(H2O)5]+与对应矿物表面间的静电作用更强。由于水合阳离子在高岭石、石英表面的强吸附作用，导致煤泥颗粒脱水更加困难，同时可能增加颗粒间的水化斥力，从而导致颗粒在煤泥水中分散更稳定。

1计算方法和模型构建
1.1计算方法
1.2吸附模型构建
1.2.1水合阳离子在高岭石、石英表面单一吸附位点构建
1.2.2 水合阳离子与水分子竞争吸附模型构建
1.3 吸附稳定性
2 模拟结果及分析
2.1 水合阳离子在高岭石、石英表面单一吸附机理分析
2.1.1 吸附能统计及最优构型
2.1.2 水合阳离子在高岭石、石英表面单一吸附机理
2.2 水合阳离子与水分子在高岭石、石英表面的竞争吸附机理
2.2.1 最优构型及其吸附能
2.2.2 水合阳离子与水分子竞争吸附机理
3结 论