有机物官能团与水分子间氢键强度对冷冻结晶过程中冰晶纯度的影响

刘勰; 陈鹏; 范成李; 殷迪; 金亮; 张乐华; 闫莹

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冷冻法在有机废水处理方面取得了良好的应用效果,但其分离机理缺乏深入的研究。为深入研究冷冻法对有机污染物的处理效果及分离机理,采用悬浮冷冻结晶法,对废水中己烷、正己酸、正己醇和正己醛4种具有不同官能团的有机物污染物进行分离实验,并采用量子化学方法计算了氢键结合能,进一步探讨了有机物官能团对冰晶杂质浓度的影响机理。悬浮结晶实验结果表明,废水中己烷、正己酸、正己醇和正己醛的去除率分别可达67.07%、87.75%、94.71%和95.32%。量子化学计算结果表明,极性有机物官能团和水分子间缔结的氢键结合能越大,其对应的冰晶杂质浓度越高,从而导致有机物去除率越低。正己醛3种极性有机物(正己酸、正己醇和正己醛)中和水分子间氢键结合能最小,对应的去除率最高。而己烷作为非极性有机物,无法和水分子间缔结产生氢键,因而极易在悬浮结晶时析出,与悬浮冰晶混合于溶液上层,故其去除率最低。以上研究结果从分子水平加深了对冷冻法在有机废水处理中作用机理的理解,可为该技术在水处理领域的深入研究提供参考。

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来源
《环境工程学报》 |2021年第1期|57-64|共8页
作者
刘勰; 陈鹏; 范成李; 殷迪; 金亮; 张乐华; 闫莹;
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作者单位

华东理工大学资源与环境工程学院;

国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室;

上海200237;

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正文语种 chi
中图分类废水的处理与利用;
关键词
氢键; 官能团; 冰晶杂质; 量子化学; 去除率;

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