学员论文推荐:晶体场理论用以矿物分离研究
祝贺老司机课堂学员戴老师论文发表,在矿物分离研究中用晶体场分析金属离子的磁性。非常值得推荐的是,他把局部电荷、磁矩分析、投影态密度和晶体场理论综合运用在一个工作中,充分体现了我们老司机课堂中多次强调的数据融合!

矿物分离,尤其是传统浮选技术,可能感觉和计算化学相差甚远,但如果深入到行业难题,例如这篇文章所研究的就是黄铜矿因具有相似的可浮性,在工业上采用浮选法很难有效地将黄铜矿与毒砂分离。工作切入点是:利用矿物与毒砂在磁化率方面的差异来应对这一挑战。因此实验设计就利用脉冲高梯度磁选来实现矿砂分离。
那么计算又能如何帮助实现上述设想呢?物质磁性可以从磁矩着手,而第一性原理能对不同晶体的磁矩进行计算,而且更重要的是能识别磁性的来源。作者正是用晶体场接入这一分析,因黄铜矿和毒砂中铁的晶体场不同而磁性差异显著:

作者进一步用态密度和投影态密度进行了比较分析,这样不只是晶体场定性分析,还能结合态密度做出定量分析。

晶体场、分子轨道、态密度、能带以及电子密度分析,这些都是已经建立起来的电子结构分析手段,而且目前已经成功运用到诸多领域。我曾经多次推介的就有知名研究团队在电池和催化方面的运用这些分析的案例:

从以往学员的反馈看,大部分同学完全认可计算的价值,但是他们要么存在畏惧心理,又或者曾经尝试但是算完不会分析,老司机的建议就是选用正确的方法坚持下来,不要怕失败。具体操作上我也建议了“计算理论-软件操作-数据分析”三合一的学习理念,同时一定要重视实战,避免“一听就懂、一做就错”的窘况。初学者如果想上手,建议看看我这两个视频:


选择案例时,尽量挑选那些简单、已经广泛研究的体系,因为我们知道答案了,就尽力去把文献结果先重复出来,检查哪些地方容易错,演练多个体系后再扩展到自己的体系,而且和文献多比较。例如我们一位晶体场学员曾经的较真、严谨,我就是高度赞同的:

学习中如果遇到挫折,一定不要轻易放过自己:任何困窘都提示这是你知识或技能的短板!老司机研究生期间学习计算初期也是多次碰壁,但得到了师兄鼓励 - “男人就是要对自己狠一点”!虽是玩笑,但我收益良多,每当我客服一个具体障碍时,我蓦然发现自己随后大量工作都可以用到这个技能,顿时窃喜。这种感受也同样发生在老司机课堂的学员身上:

迄今为止,老司机课堂已经整理和大量电子结构分析的视频,我把分子轨道和晶体场相关视频做了整理,您如果用得着,可以点开即看,更多学习和交流请加入老司机交流群,和我们一起学习。如果希望系统学习,也欢迎参加这些小班课,更多案例、课程群指导以及录播资料反复观看。

