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典型氯代有机物还原脱氯速率常数的测定及其QSPR研究
作 者: 黄斌
导 师: 冯流
学 校: 北京化工大学
专 业: 环境工程
关键词: 还原脱氯 零价铁 氯代有机物 定量结构-性质相关
分类号: X132
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
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内容摘要
本文以邻氯苯酚为实验对象,研究了反应时间、有机物初始浓度、pH值、铁粉添加量和铁碳比对其脱氯降解率的影响,并对其降解过程进行了动力学分析。研究结果表明,邻氯苯酚在零价铁作用下,降解规律符合一级反应动力学模型;在本实验条件下,零价铁降解邻氯苯酚的最佳pH值为4-5,铁粉添加量为5-6g,溶液初始浓度为350-500mg/L,Fe/C质量比为1.5-5。选取了13种氯代有机物为目标物,测定了其与零价铁的反应速率常数,并以实验得到的速率常数logk为因变量,分子结构参数如最高占据轨道能EHOMO、最终生成热△Hf、平均分子极化率a和分子偶极矩μ等为自变量,进行了定量结构—性质相关(QSPR)研究,建立了一种新的能较好的预测氯代有机物脱氯速率常数的QSPR模型:logk=0.01358a+0.00094CCR-0.144q--2.174研究结果表明,化合物的分子结构决定脱氯反应速率的快慢,主要是分子中原子的最负形式净电荷q-、总的芯排斥能CCR和平均分子极化率a对反应速率有较大的贡献。此模型对氯代有机物还原脱氯速率常数的估算较为理想,同时很好的揭示了氯代有机物还原脱氯反应的相关机理。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-10 第一章 文献综述 10-21 1.1 氯代有机物及其污染 10-13 1.1.1 氯代烃的用途、性质及危害 10-12 1.1.2 氯苯酚的用途、危害及性质 12 1.1.3 氯苯的用途、危害及性质 12-13 1.2 氯代有机物的去除 13-16 1.2.1 物理法处理氯代有机物 13-14 1.2.2 生物法处理氯代有机物 14 1.2.3 化学法处理氯代有机物 14-16 1.3 金属还原法处理氯代有机物的研究进展 16-17 1.3.1 铁对水中氯代有机物还原脱氯的可行性理论分析 16 1.3.2 零价铁处理水中氯代有机物的技术发展 16-17 1.4 定量结构-性质相关性(QSPR)研究介绍 17-20 1.5 论文的研究内容 20-21 第二章 零价铁还原脱氯的动力学研究 21-31 2.1 实验部分 21-24 2.1.1 仪器与试剂 21 2.1.2 色谱分析条件的选择 21-23 2.1.3 实验步骤 23-24 2.2 动力学研究 24-25 2.3 影响因子分析 25-30 2.4 本章小结 30-31 第三章 13种氯代有机物还原脱氯速率常数的测定及模型的建立 31-49 3.1 反应速率常数的测定 31-34 3.1.1 各种有机物色谱条件的确定 31-32 3.1.2 标准液的制备 32 3.1.3 标准曲线的绘制 32 3.1.4 速率常数的测定 32 3.1.5 空白实验 32-33 3.1.6 测定结果及分析 33-34 3.2 预测模型的建立 34-40 3.2.1 定量结构-性质相关方法(QSPR)概述 35 3.2.2 QSPR模型的发展 35-37 3.2.2.1 线性溶剂化能相关理论(LSER) 36 3.2.2.2 理论线性溶剂化能相关理论 36-37 3.2.2.3 改进的理论线性溶剂化能相关理论 37 3.2.3 利用量子化学建立氯代有机物还原脱氯速率常数预测模型 37-40 3.2.3.1 氯代有机物还原脱氯速率常数 QSPR预测模型的建立 38 3.2.3.2 模型参数及其物理意义 38-40 3.2.3.3 参数计算方法 40 3.3 量化参数的选择与计算 40-47 3.3.1 一元回归分析 41-45 3.3.2 多元线性回归分析 45-47 3.4 本章小结 47-49 第四章 结论 49-51 (1) 邻氯苯酚单因素实验及动力学分析得到的结论 49 (2) 速率常数测定实验得到的结论 49 (3) QSPR分析得到的结论 49-51 参考文献 51-54 附录 54-60 致谢 60-61 攻读学位期间发表的学术论文目录 61
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境化学 > 环境分析化学
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