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UV-H2O2/UV/H2O2法作为常用的三种污水处理方法,被越来越多的人所关注。本文以20种有机污染物作为研究对象,从量子化学角度研究了 UV-H2O2/UV/H2O2体系下有机物的降解规律。结果表明,在三种体系下有机物降解反应的初始阶段其色度和总有机碳(TOC)降解速率均符合拟一级反应动力学。通过Gaussian 09和Material Studio7.0计算了 18个量子化学参数,并分别建立了量化参数和这两种体系下色度以及TOC降解速率的定量构效关系(QSAR)。主要研究内容如下:(1)对比研究了 UV-H2O2/UV/H2O2体系下的有机物色度和TOC的去除率和初始反应速率。结果发现大多数物质的色度和TOC在UV-H2O2体系中的去除率较UV和H2O2体系体系都要更高,且TOC的降解率在双氧水氧化体系下大都低于10%,且UV与H2O2联用对有机物降解具有协同效应。UV-H2O2体系的反应速率相较于UV和H2O2体系也更高,表明了复合体系的氧化能力更强。另外,大多数有机物的TOC去除率都要比其色度去除率低,这是因为TOC表征总有机碳,而利用吸光度来表征的色度去除率并不能代表物质完全矿化。(2)通过计算20种有机物的18个量化参数,分别对两个体系下基于色度降解速率(Kcolor)的lnKcolor和基于TOC降解速率(KTOC)的lnKTOC与量化参数进行了相关性分析。结果表明,在UV-H2O2体系中,lnKcolor和lnKTOC均与q(C)max的相关性最为显著,q(C)max代表了有机物碳原子上的电荷量最大值,q(C)max越大,表明该处电子云密度分布越不均匀,越易被攻击从而发生氧化反应。在UV体系中,lnKcolor与BOx具有较强的相关关系。BOx为键级最大值,键级越大,表明在该处越难发生反应。而lnKTOC与EHOMO具有较强的相关关系,相关系数为0.698,EHOMO表示分子最高占据轨道能,该值越高,表示有机物在该轨道中的电子越不稳定,越容易发生反应。在H2O2降解体系中,lnKcolor与q(CH)max具有较强的相关关系,q(CH)max代表了有机物分子上的原子电荷分布情况。而lnKTOC与q(C)max具有较强的相关关系。(3)采用多元线性回归(MLR)的方法分别建立了 UV-H2O2和UV体系下的基于色度和TOC降解速率和量子化学参数的模型方程。得到的最优模型分别为:UV-H2O2体系下基于色度降解速率的模型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;UV-H2O2 体系下基于 TOC 降解速率的模型 lnKTOC=-0.224+3.115*q(C)max+6.915*EHOMO;UV 体系下基于色度降解速率的模型 lnKcolor=-4.612+3.065*BOx+3.917*q(C)max+10.462*EHOMO+5.689*ELUMO;UV体系下的基于TOC降解速率的模型lnKTOC=2.149+16.405*EHOMO。H2O2体系下基于色度降解速率的模型lnKcolor=-15.153+52.777*q(CH)max+0.207*μ。这些模型均通过了内外部检验,表明他们均具有良好的稳健性和预测能力。通过对比可以发现在光催化氧化体系中的降解速率都与EHOMO有关系,这表明有机物的失电子能力对UV-H2O2和UV体系下有机物的降解起着关键的作用。