基于ReaxFF力場研究超臨界水處理難降解廢水的反應機理.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)化的不斷推進，難生物降解廢水的排放量不斷增加，對環(huán)境帶來了很大的反應介質，越來越受到人們廣泛影響。超臨界水作為一種新興的的關注，許多科研工作者開始致力于超臨界水體系處理難生物降解廢水的研究工作；由于現(xiàn)有實驗條件無法進行在線機理的研究，限制了人們對超臨界水體系中難生物降解化合物的反應過程的認識。因此，以新興的反應力場ReaxFF來進行超臨界水體系反應的模擬，以印染廢水和炸藥廢水為研究對象，以分散橙25（DO25）和2,

2、4,6-三硝基甲苯（TNT）為模型化合物，研究其在超臨界水體系中的降解機理，將為超臨界水體系反應過程提供指導，有助于超臨界水氧化、氣化處理難生物降解廢水技術的產(chǎn)業(yè)化。
　　研究結果表明，在超臨界水氧化體系中，按照作用基團的不同，DO25分子結構中的苯環(huán)具有三種開環(huán)方式，分別為OH自由基作用、O2作用以及OH自由基和O2協(xié)同作用，苯環(huán)在開環(huán)之后能夠重新形成穩(wěn)定的三元環(huán)結構，隨后三元環(huán)繼續(xù)發(fā)生開環(huán)反應，生成簡單的小分子化合物如H2O，

3、CO2，N2等。總體來看，在溫度較低的情況下，第三種是一種常見的開環(huán)方式，而在溫度較高的情況下，往往是OH自由基或者O2單獨進行作用。通過對DO25中N元素遷移的分析，結果表明延長反應時間、增大DO25在反應體系中的比例有助于N2的生成。
　　對TNT在超臨界水氧化體系中的降解過程模擬結果表明，對于初始反應，超臨界水氧化體系包含四條路徑（1）NO2→ ONO，（2）R-NO2鍵斷裂產(chǎn)生NO2分子，（3）R-NO2在H自由基的作用下