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氯酚类物质是一种使用广泛的化工原料,具有很强的毒性和致癌性。其在水体中的分布所引起环境风险也越来越受到关注。本论文选取一种新型的纳米材料——单壁碳纳米管(SWCNT)作为吸附剂,研究其对6种氯酚类物质的吸附去除特性,并建立了相应的线性溶剂化自由能关系模型以预测SWCNT对其他酚类物质的吸附能力,利用分子动力学模拟分析了相关吸附机理。本论文研究了6种氯酚类物质在3种SWCNT(原始SWCNT,SWCNT-OH,SWCNT-COOH)上的吸附情况。使用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程对吸附动力学曲线进行了拟合,达到吸附平衡的时间约为2 h。试验中获得的吸附等温线能够很好地被Langmuir、Freundlich和Polanyi–Manes方程所拟合,R2均在0.95以上。SWCNT表面的氧化会显著降低其对氯酚类物质的吸附容量。当pH超过2,6-二氯酚的pKa时,去除率会显著下降。离子强度的增加会使2,6-二氯酚的吸附容量略微下降。SWCNT的吸附容量不及活性炭,但具有更快的吸附速率。本论文利用已有的40种有机物在SWCNT上的吸附数据(包括本研究中的6种氯酚类物质的吸附数据)建立了线性溶剂化自由能关系模型,并进行了验证。该模型能够用于预测有机物在SWCNT上的吸附平衡分离系数。模型修正后的R2为0.84,标准误差为0.49,外部标准误差为0.50。通过去一交叉验证法得到的Q2为0.79,外部Q2为0.72。这些特征参数表明所建立的模型具有良好的拟合优度、稳健性和预测能力。氢键贡献能力和空腔形成与扩散过程是影响吸附过程的两大因素。平衡浓度的变化会影响模型的预测能力。本论文使用分子动力学模拟的方法对苯、苯酚和4-氯酚在SWCNT表面的吸附进行了研究,对吸附质分子与SWCNT之间的吸附能进行了计算,对吸附质分子与SWCNT之间的非共价键相互作用进行了可视化分析。结果表明,吸附质在SWCNT上的吸附容量与其吸附能有密切关系。在(5,5)SWCNT的表面发生了双层吸附,第二层会随着SWCNT直径的增大而逐渐消失。通过径向分布函数的波峰位置可以看出,被吸附的苯、苯酚与4-氯酚的分子与(5,5)SWCNT表面之间的距离分别为5.00?,4.85?,4.75?。可视化分析表明SWCNT与苯环之间的π-π相互作用比较复杂,吸引和排斥的作用力同时存在。