紫外-双氧水复合氧化体系中有机污染物降解速率的定量构效关系研究

紫外-双氧水复合氧化体系中有机污染物降解速率的定量构效关系研究

论文摘要

本文研究了天青B、2,4-二硝基苯肼等20种有机物质在紫外/双氧水(UV/H2O2)体系下的降解速率和物质结构的相关关系。该实验在T=298 K、pH=4条件下使用波长λ=254 nm的紫外光和过量的H2O2(投加量为8ml/L)进行。有机物的去除率采用色度去除率(Rcolor)来表示。在反应的初始阶段,色度的去除遵循伪一级反应动力学,并通过一级动力学公式计算得出有机物去除的一级动力学常数,Kcolor。运用Gaussian09和Material Studio(MS)7.0计算了这些有机物的18种量子化学参数,并用SPSS构建了这些量子化学参数与lnKcolor的关系模型,得出了最优的定量构效关系(QSAR)模型:lnKcolor=-4.837+12.996*EHOMO+5.655*q(C)max+28.764*f(-)min+39.293*q(CH)max-18.230*q(CH)min。该模型表明在UV/双氧水体系下,这20种有机物的反应动力学常数与EHOMO、q(C)max、f(-)min、q(CH)max和q(CH)min具有相关关系,q(C)max、q(CH)max和q(CH)min揭示了有机物发生氧化反应最可能的活性位点,EHOMO反映了有机物分子的供电子能力,而f(-)min则对应着有机物反应中最不易发生亲电进攻的位点,反之则是最易发生亲核反应的位点。该模型的R2=0.873,内部验证q2=0.626,外部验证Q2ext=0.908,验证结果表明模型具有良好的预测能力及稳定性。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 实验
  •   2.1 实验装置
  •   2.2 实验试剂
  •   2.3 试验方法及分析测定
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 色度去除率
  •   3.2 反应动力学常数
  • 4 QSAR模型的研究
  •   4.1 量子化学参数的计算
  •   4.2 QSAR模型的构建和筛选
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李琬莹,程治文,陆丛蕊,申哲民

    关键词: 反应动力学,量子化学参数,定量构效关系

    来源: 计算机与应用化学 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 环境科学与资源利用

    单位: 上海交通大学环境科学与工程学院,上海污染控制与生态安全研究院

    基金: 水体污染控制与治理专项(2017ZX07202005-005)

    分类号: X505

    DOI: 10.16866/j.com.app.chem201902002

    页码: 107-114

    总页数: 8

    文件大小: 523K

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