基于煤气化废水处理流程萃取剂选择的量子力学计算

Key Words:废水处理;分子模拟;萃取剂选择;弱相互作用能

Abstract:为了实现绿色化工,针对煤气化废水组成设计了废水处理流程,并采用分子模拟的方法探索萃取剂与待分离物系分子间相互作用,分析了萃取剂的萃取机理。首先通过煤气化流程模拟结果分析证明该流程产生大量含酚废水,因此选择甲基丙基酮(MPK)和甲基异丁基酮(MIBK)为废水处理流程的萃取剂以实现废水来源与废水处理的全流程模拟。由模拟结果验证了MPK和MIBK均能达到预期的萃取效果,而且MPK的处理效果更好。然后用量子力学的方法分别研究两种萃取剂与苯酚分子之间的稳定构型及相互作用能。相互作用是源自羟基和酮羰基的OH—O氢键,萃取剂萃取能力的大小由该氢键键能主导。计算结果表明:MPK的相互作用能低于MIBK,体系更稳定,因此MPK的萃取能力更高。使用Multiwfn、VMD等程序对体系进行静电势分析、约化密度梯度(RDG)分析和分子中的原子(AIM)分析进一步验证MPK的萃取能力大于MIBK。

Volume:v.42;No.188

Issue:01

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