【摘 要】
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近年来,超临界水(SCW)以其独特的性质受到人们的广泛关注,被应用于废水处理领域.但由于超临界水处理废水技术对反应器的要求苛刻并且目前对超临界水处理废水过程的反应机制研究不够完善,使得超临界水技术的发展受到了一定的限制.而基于ReaxFF反应力场的反应分子动力学模拟则能为人们研究超临界水处理生物难降解废水的机理提供一种简单、方便和有效的方法.本研究以ReaxFF反应力场为基础进行了反应分子动力学模
【机 构】
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天津大学化工学院,天津 300072 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所
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近年来,超临界水(SCW)以其独特的性质受到人们的广泛关注,被应用于废水处理领域.但由于超临界水处理废水技术对反应器的要求苛刻并且目前对超临界水处理废水过程的反应机制研究不够完善,使得超临界水技术的发展受到了一定的限制.而基于ReaxFF反应力场的反应分子动力学模拟则能为人们研究超临界水处理生物难降解废水的机理提供一种简单、方便和有效的方法.本研究以ReaxFF反应力场为基础进行了反应分子动力学模拟,分析了以苯并芘(BaP)为代表的焦化废水在超临界水降解过程中的结构变化,进而总结出超临界水气化和氧化技术降解BaP的反应机理,指出羟基在超临界水处理废水过程中的重要作用,并分析了超临界水氧化体系中活泼自由基的来源;通过对不同温度和氧气浓度下降解过程的模拟以及产物分布的分析指出温度和氧气浓度对超临界水氧化路径及产物分布的影响;通过与相同氧气浓度下单分子BaP降解路径的对比分析了BaP分子之间相互作用对降解过程的影响;此外还通过向体系中添加苯酚、吡啶和苯三种组分研究了四种物质在超临界水中的相互作用,并通过与纯BaP在超临界水中降解的对比揭示了苯酚、吡啶和苯对BaP降解的影响.该研究工作不仅为合理确定反应条件和设计超临界水处理焦化废水反应器奠定了理论基础,也为超临界水相关反应体系的研究和工业化过程提供了理论指导.
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