作者：赵振; 王睿坤; 叶学民; 赵争辉; 曾显清分子模拟含氧官能团吸附作用含酚废水处理
摘要：煤、炭及氧化石墨烯对酚类化合物有良好的吸附性,常用作吸附剂去除含酚废水中的有害物质。上述吸附剂表面含氧官能团复杂多样,含氧官能团对酚类化合物的吸附作用尚未明确。本文采用石墨烯基底作为煤、炭等吸附剂的模型,分别采用羧基、羟基和羰基对基底进行修饰。利用分子动力学模拟方法,研究苯酚在不同含氧官能团改性吸附剂基底上的吸附过程,从范德华作用、静电相互作用、π-π相互作用、氢键作用、相互作用能等方面,探讨不同含氧官能团对吸附苯酚的影响。3种含氧官能团会对基底与苯酚之间的范德华作用、静电相互作用、π-π相互作用及氢键作用造成不同的影响。范德华作用和π-π相互作用是影响苯酚在基底吸附的主要因素;静电相互作用和氢键作用是次要的影响因素。当氢键形成位置不同时,会对苯酚的吸附产生促进或阻碍2种作用,当基底上的含氧官能团与苯酚形成氢键时会促进基底吸附苯酚,水分子与水分子之间、水分子与苯酚之间的氢键则会阻碍苯酚在溶液中的迁移。相互作用能的大小则反映了吸附过程的自发性及吸附后的稳定性,相互作用能绝对值越大表明吸附平衡后系统更加稳定,羧基有利于提高吸附剂基底吸附苯酚后的稳定性。不同含氧官能团修饰基底会使基底的亲水性有不同程度的增强,羧基最强,羟基次之,羰基几乎不增加基底的亲水性。
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