超臨界水氧化苯酚體系的分子動力學(xué)模擬.pdf

1、超臨界水氧化法作為一種新型、高效的廢物處理技術(shù)已受到越來越多的研究者的關(guān)注.它利用超臨界水的獨(dú)特性質(zhì)使得有機(jī)物與氧氣能夠快速地發(fā)生反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的徹底氧化,特別適用于難降解的有機(jī)廢水的處理.本文針對超臨界水氧化苯酚體系,采用分子動力學(xué)模擬手段,研究了超臨界水氧化苯酚體系的分子間作用. 本文通過研究提出了用分子動力學(xué)模擬方法計算含氫鍵的超臨界流體密度時適用的計算方法,計算了超臨界條件下水的密度以及甲醇、乙醇在其臨界點(diǎn)的密度值

2、.計算得到水、甲醇和乙醇三體系在其臨界點(diǎn)的模擬密度值分別為0.3471g/cm<'3>,0.2945g/cm<'3>和0.2976g/cm<'3>,與文獻(xiàn)值的相對偏差分別為7.6﹪,8.3﹪和7.8﹪. 本文在溫度為543.2K～783.2K、壓力為23MPa～29MPa范圍內(nèi)對苯酚、水二元體系和苯酚、氧氣、水三元體系的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分子動力學(xué)模擬,研究結(jié)果表明:水分子在苯酚分子周圍形成較強(qiáng)集聚,隨溫度的升高,集聚增強(qiáng),當(dāng)溫度達(dá)

3、到720K以上時,開始波動；隨壓力的升高,集聚減弱,當(dāng)壓力達(dá)到27MPa以上時,集聚程度基本不變.氧氣分子在苯酚分子周圍形成較弱集聚,隨溫度的升高,在臨界點(diǎn)附近出現(xiàn)波動,遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)后開始上升并逐漸趨于穩(wěn)定.本研究對超臨界水氧化的工藝研究具有指導(dǎo)意義. 在本文的最后部分,在溫度為308.15～328.15K,壓力為11～15MPa范圍內(nèi)測得了CO<,2>-乙醇體系中乙醇的偏摩爾體積.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與用分子動力學(xué)方法模擬的結(jié)論一致,在一定