蒙脱石对多氯联苯吸附的热力学及分子动力学模拟研究

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1、＇‘＇：Ｖｖ：駡巧，－＊分类号‘：＇．．－．．‘？．Ｉ．矣徽４趁头Ｉ＇．’．－硕壬学位论文蒙脱石对多氯联苯吸附的热力学题目：及分子动力学模拟硏究Ｔｈｅｒｍｏｄｎａｍｉｃｓｍｅｃｈａｎｓｍｓａｎｄｍｏｌｅｃ山ａｒｙｉｎａｍｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｕｄｆｏｒｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｄｙｉｃｙＴｉｔｌｅ：ｏｂｉｅｎｙｌｓｂｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｐｌｙｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄｐｈｙｍ－－学科、专业；自然地理学研究方向：有机污染物吸附

2、与控刺研究．——作者姓名；王沛然．？Ｊ导师及职称；方凤满教授刘存副研究员：■．＇｜论文提交日期：２０１５年４月ｉ；￣授予学位日期；：占胃．Ｔ＇＇．一－．■■安徽师范大学学位评疋委贝会办公至－学位论文独创性声明本人卢明所呈交的学位论义足本人在导师指导下进行的研究了作及取得的研＇一己在论义中作明确的问Ｉ．巧成朵，与巧作的同志对本研究所做的任何贡献均Ｗ标注和致谢的地足外，论文中不包含其他人说明并表示谢意，除了义中特別加己经发衣或撰写过的硏究成

3、果。铅宁口期：＾巧Ｉ口学位论文作巧豁舒：兴峻学位论文版权使用授权书：本学位论文作者完全了解安徽师范大学有关保留、使川学位论义的规定学校有权保巧并巧問家旬关部口或化构送巧论文的复印件和电了版，允许论义口内容编入安撒师范火学ｒ将学位论文的全部或部分被查阅和借阅。木人授权？、、汇编学位ｎ行关数据巧进行检索，ｊ臥采ｍ影印、缩印或巧描等宮制手段保存。论义。保密的学位论义在解密后适川本授化书导师钱名：学位论义作者签名：禾争峻／／列诗濃字□期炒Ｉｔ巧口签字Ｕ期：丈中＾月非矜女蒙脱石对多氯联苯吸附的热力学及分子动力学

4、模拟研究王沛然安徽师范大学硕士学位论文二○一五年四月本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合安徽师范大学硕±学位论文质量要求。答辩委员会签名：主席：工作单位、职称（）委员：导师：Ａ蒙脱石对多氯联苯吸附的热力学及分子动力学模拟研究摘要多氯联苯（PCBs）作为一类持久性有机污染物，能够通过食物链富集作用危害人类的身体健康，土壤或沉积物是环境中PCBs主要的汇。蒙脱石黏土矿物是土壤的重要组成部分，在土壤或沉积物环境中分布广泛且含量丰富，由于大比表面积、高阳离子交换量等结构特征，能够吸附多种类型的有机污染物，被广泛的用作于环境污染

5、的治理材料。在实际土壤中，黏土矿物多与土壤有机质结合形成有机-无机复合体，二者很难单独作用于有机污染物，包裹在黏土矿物外表的有机质极大的影响了黏土的吸附特性，因其机理复杂，至今仍无法清楚解释。本论文利用不同阳离子饱和具有特定层间距的蒙脱石矿物和腐殖质-蒙脱石复合体，分别在有机溶剂助溶的混合体系内进行对一系列不同空间构型的1~3氯取代PCBs的等温吸附试验，利用相关推导的宏观热力学参数，结合分子动力学模拟技术，从层间阳离子类型、污染物分子的空间构型和土壤有机质角度解释污染物与黏土矿物的相互作用机制。主要研究结果如下：1）吸附热力学研究有机溶剂助溶-外

6、推方法可以很好地解决低水溶解性有机污染物的定量吸附研究的困难。研究中所有吸附等温线均可用线性模型进行很好地拟合，溶液PCBs浓度是影响吸附量的主要因素，且吸附过程为自发放热的物理性吸附。蒙脱石层间域的疏水性硅氧烷表面是PCBs的主要吸附位点。++K、Cs饱和蒙脱石（Mont）对2,4,4'-三氯联苯（PCB28）的吸附能力强弱为：+++K-Mont＞Cs-Mont，与层间阳离子的水合半径有关。尽管水合半径较小的Cs能够提供更多层间疏水性的硅氧烷表面，但同时限制了黏土层间距的大小，无法提供足够的垂直吸附空间供非共平面构型PCB28插入；相反，水合半径

7、较大的+K可提供最优的垂直间距和适当的黏土层表面吸附域，增强了PCB的吸附。腐殖+质-蒙脱石复合体（HA-Mont）和K-Mont对PCB28的吸附能力表现为：HA-Mont＞K-Mont，表明土壤有机质能够极大的促进蒙脱石对PCBs的吸附。具体原因为两方面：一，有机质的分配作用；二，包裹在蒙脱石断面位置的有机质分子，通过限制了水分子的进入增大黏土层间的疏水性，从而增大蒙脱石对PCB28的吸+附。非共平面的2-氯联苯（PCB1）和共平面的4-氯联苯（PCB3）在K-Mont的吸附能力为：PCB3＞PCB1，对于非共平面的2,2',6-三氯联苯（PC

8、B19）和共平面的3,3',5-三氯联苯（PCB36），也存在着相同的规律，原因主要为PCB分子的空I间位阻效应。阻转类非