文档介绍：学校代码 10530 学号 200815021254
分类号 X703 密级
硕士学位论文
有机膨润土吸附有机污染物特性的
QSPR 研究
学位申请人陈望香
指导教师朱润良副教授
学院名称化工学院
学科专业环境工程
研究方向废水处理新材料与新技术
二零一一年六月十日
Adsorption Characteristics of
Organobentonites anic
Compounds: Quantitative
Structure-Property Relationship Study
Candidate WangXiang Chen
Supervisor Associate Professor Runliang Zhu
College College of Chemical Engineering
Program Environmental Engineering
Specialization New material and Technology of Wastewater Treatment
Degree Master of Engineering
University Xiangtan University
Date June 10th, 2011
湘潭大学
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作者签名: 日期: 年月日
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作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
摘要
有机膨润土对有机污染物的吸附性能良好,在有机污染控制领域中有广阔的
应用前景,可作为有机废水处理吸附剂、垃圾填埋场防渗衬里、有机污染土壤修
复材料等。有机膨润土吸附性能决定了其污染控制效率,因此探明有机膨润土吸
附特征有助于提高其吸附性能,进而增强其污染控制效率。
本论文在论述有机膨润土吸附性能的基础上,利用定量结构-性质关系
(QSPR)研究了三种不同表面活性剂负载量的有机膨润土对有机物的吸附特征。
分别运用基于多元线性溶剂化能参数和量子化学参数来获得化合物吸附系数的
QSPR 方程,进而明确了各种作用因素(或结构参数)对有机膨润土吸附性能的
相对贡献。研究结果可为明确有机膨润土吸附特征提供新信息,并为预测有机膨
润土吸附性能提供依据。论文取得了以下研究成果:
(1)用 LSER 模型预测了有机膨润土的吸附性能,并揭示了有机膨润土的
吸附特征。获得三种不同表面活性剂负载量的有机膨润土(40C-Bt、100C-Bt 和
160C-Bt)对水中有机物的 LSER 模型,LSER 方程有较好的调整可决系数,经检
验模型稳定性好,LSER 方程揭示了有机膨润土吸附有机物的作用力主要来自色
散力和诱导力作用(eE)、氢键碱作用(aA)和生成孔穴作用(vV),而偶极作
用(sS)和氢键酸作用(bB)则对吸附过程起负贡献。
(2)建立了基于量子化学参数的有机膨润土吸附有机物的 QSPR 模型,进
一步揭示了有机膨润土的吸附特性。应用 chemoffice2004 中的 MOPAC-PM3 计
算了有机物的 14 个量子化学参数,采用 Simca 统计软件的 PLS 分析方法对有机
物的 logKoc 进行了定量结构-性质关系(QSPR)的研究。最优模型具有较好的
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R X(adj) (cum)、R Y(adj) (cum)、Q cum、RMSE 值,模型中所提取的 3 个 PLS 主成分解
释了自变量累积方差的 %,解释了因变量累积方差的 %。模型分析表明,
参数极化率(α)、辛醇/水分配系数(logKow)、分子质量(Mw)、分子总的芯
R)是决定有机膨润土对有机物吸附性能的主要因素,其次是参数分
子最高占据轨道能(Ehomo)和电离势(IP)。
关