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紫外-双氧水复合氧化体系中有机污染物降解速率的定量构效关系研究

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本文研究了天青B、2,4-二硝基苯肼等20种有机物质在紫外/双氧水(UV/H2O2)体系下的降解速率和物质结构的相关关系.该实验在T=298 K、pH=4条件下使用波长λ=254 nm的紫外光和过量的H2O2(投加量为8ml/L)进行.有机物的去除率采用色度去除率(Rcolor)来表示.在反应的初始阶段,色度的去除遵循伪一级反应动力学,并通过一级动力学公式计算得出有机物去除的一级动力学常数,Kcolor.运用Gaussian 09和Material Studio (MS) 7.0计算了这些有机物的18种量子化学参数,并用SPSS构建了这些量子化学参数与lnKcolor的关系模型,得出了最优的定量构效关系(QSAR)模型:lnKcolor=-4.837+12.996*EHOMO+5.655*q(C)max+28.764*f(-)min+39.293*q(CH)max-18.230* q(CH)min.该模型表明在UV/双氧水体系下,这20种有机物的反应动力学常数与EHOMO、q(C)max、f(-)min、q(CH)max和q(CH)min具有相关关系,q(C)max、q(CH)max和q(CH)min揭示了有机物发生氧化反应最可能的活性位点,EHOMO反映了有机物分子的供电子能力,而f(-)min则对应着有机物反应中最不易发生亲电进攻的位点,反之则是最易发生亲核反应的位点.该模型的R2=0.873,内部验证q2=0.626,外部验证Q2ext=0.908,验证结果表明模型具有良好的预测能力及稳定性.
QSAR study on reaction kinetic constant of organic pollutants in UV/H2O2 process

李琬莹、程治文、陆丛蕊、申哲民

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上海交通大学环境科学与工程学院,上海市,200240

上海污染控制与生态安全研究院,上海市,200092

UV/H2O2 反应动力学 量子化学参数 定量构效关系

水体污染控制与治理专项

2017ZX07202005-005

2019

计算机与应用化学
中国科学院过程工程研究所

计算机与应用化学

CSTPCD北大核心
影响因子：0.386
ISSN：1001-4160
年,卷(期)：2019.36(2)
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