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农田土壤重金属污染降低了农作物产量和质量，并危害人体健康，而硅肥可有效降低农作物中的重金属浓度，还可以与细胞壁组分交联进而促进植物生长。
采用分子动力学模拟，通过径向分布函数(RDF)和均方位移(MSD)探究了硅化程度(Si(OH)4和SiO2的摩尔比)对硅与Cd(Ⅱ)结合的影响。结果表明，Si(OH)4通过配位作用结合Cd(Ⅱ)，SiO2则通过吸附作用结合Cd(Ⅱ)。当硅化程度为0时，Cd(Ⅱ)结合量和结合强度均最大，说明硅以Si(OH)4形式存在时对重金属Cd(Ⅱ)结合效果好。基于量子化学模拟，通过比较Cd(Ⅱ)与Si(OH)4在SiO2表面的吸附能和电子转移情况，发现Cd(Ⅱ)周围紧密的水化层阻碍了其在SiO2表面吸附，而体系中的抗衡离子Cl-可促进Cd(Ⅱ)在SiO2表面的吸附，因而Cd(Ⅱ)在SiO2表面的吸附能力优于Si(OH)4。
植物中的硅能与细胞壁的多糖组分交联，且更倾向与半纤维素交联形成Si-O-C键，而其中最有可能发生交联的是半纤维素中的葡聚糖。使用交联脚本研究了硅酸与纤维素和葡聚糖混合体系的交联情况。随着硅酸浓度增加，其与纤维素和葡聚糖的交联数目均增加，但葡聚糖交联位点的增量比纤维素的多，说明硅酸更倾向与葡聚糖交联。分析了不同浓度硅酸与纤维素和葡聚糖上不同位置羟基的交联情况。当硅酸浓度较低时，硅酸与纤维素和葡聚糖的交联位点均以5号羟基为主；随着硅酸浓度增加，5号羟基交联位点逐渐饱和，与纤维素的交联位点主要在3号位羟基上，而与葡聚糖的交联位点分布在2、3、4号位羟基上。在二氧化硅表面，纤维素和葡聚糖均与二氧化硅表面羟基存在交联，且纤维素与二氧化硅的交联强于葡聚糖。本文从分子-电子水平分析了硅结合重金属Cd(Ⅱ)的机理，以及与细胞壁组分交联行为，可为硅肥的设计提供一定的理论指导。
采用分子动力学模拟，通过径向分布函数(RDF)和均方位移(MSD)探究了硅化程度(Si(OH)4和SiO2的摩尔比)对硅与Cd(Ⅱ)结合的影响。结果表明，Si(OH)4通过配位作用结合Cd(Ⅱ)，SiO2则通过吸附作用结合Cd(Ⅱ)。当硅化程度为0时，Cd(Ⅱ)结合量和结合强度均最大，说明硅以Si(OH)4形式存在时对重金属Cd(Ⅱ)结合效果好。基于量子化学模拟，通过比较Cd(Ⅱ)与Si(OH)4在SiO2表面的吸附能和电子转移情况，发现Cd(Ⅱ)周围紧密的水化层阻碍了其在SiO2表面吸附，而体系中的抗衡离子Cl-可促进Cd(Ⅱ)在SiO2表面的吸附，因而Cd(Ⅱ)在SiO2表面的吸附能力优于Si(OH)4。
植物中的硅能与细胞壁的多糖组分交联，且更倾向与半纤维素交联形成Si-O-C键，而其中最有可能发生交联的是半纤维素中的葡聚糖。使用交联脚本研究了硅酸与纤维素和葡聚糖混合体系的交联情况。随着硅酸浓度增加，其与纤维素和葡聚糖的交联数目均增加，但葡聚糖交联位点的增量比纤维素的多，说明硅酸更倾向与葡聚糖交联。分析了不同浓度硅酸与纤维素和葡聚糖上不同位置羟基的交联情况。当硅酸浓度较低时，硅酸与纤维素和葡聚糖的交联位点均以5号羟基为主；随着硅酸浓度增加，5号羟基交联位点逐渐饱和，与纤维素的交联位点主要在3号位羟基上，而与葡聚糖的交联位点分布在2、3、4号位羟基上。在二氧化硅表面，纤维素和葡聚糖均与二氧化硅表面羟基存在交联，且纤维素与二氧化硅的交联强于葡聚糖。本文从分子-电子水平分析了硅结合重金属Cd(Ⅱ)的机理，以及与细胞壁组分交联行为，可为硅肥的设计提供一定的理论指导。