基于ReaxFF力場(chǎng)研究超臨界水處理難降解廢水的反應(yīng)機(jī)理.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化的不斷推進(jìn)，難生物降解廢水的排放量不斷增加，對(duì)環(huán)境帶來(lái)了很大的反應(yīng)介質(zhì)，越來(lái)越受到人們廣泛影響。超臨界水作為一種新興的的關(guān)注，許多科研工作者開(kāi)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(shí)驗(yàn)條件無(wú)法進(jìn)行在線機(jī)理的研究，限制了人們對(duì)超臨界水體系中難生物降解化合物的反應(yīng)過(guò)程的認(rèn)識(shí)。因此，以新興的反應(yīng)力場(chǎng)ReaxFF來(lái)進(jìn)行超臨界水體系反應(yīng)的模擬，以印染廢水和炸藥廢水為研究對(duì)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(jī)理，將為超臨界水體系反應(yīng)過(guò)程提供指導(dǎo)，有助于超臨界水氧化、氣化處理難生物降解廢水技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
　　研究結(jié)果表明，在超臨界水氧化體系中，按照作用基團(tuán)的不同，DO25分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)具有三種開(kāi)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(kāi)環(huán)之后能夠重新形成穩(wěn)定的三元環(huán)結(jié)構(gòu)，隨后三元環(huán)繼續(xù)發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，生成簡(jiǎn)單的小分子化合物如H2O，

3、CO2，N2等。總體來(lái)看，在溫度較低的情況下，第三種是一種常見(jiàn)的開(kāi)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(dú)進(jìn)行作用。通過(guò)對(duì)DO25中N元素遷移的分析，結(jié)果表明延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、增大DO25在反應(yīng)體系中的比例有助于N2的生成。
　　對(duì)TNT在超臨界水氧化體系中的降解過(guò)程模擬結(jié)果表明，對(duì)于初始反應(yīng)，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