微量有机污染物与一电子氧化剂的反应动力学的定量结构-活性关系
Xi Liang1, Yu Lei1,2, Xin Yang1
1School of Environmental Science and Engineering, Guangdong Provincial Key Laboratory of Environmental Pollution Control and Remediation Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, P. R. China. yangx36@mail.sysu.edu.cn.
量化结构-活性关系 (QSARs) 是为了预测微量有机污染物 (TrOCs) 与高级氧化过程 (AOPs) 中的激素的反应性而开发的. 这些QSAR模型准确地预测了反应速率常数,有助于用于水处理的AOP设计.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 水处理技术水处理技术
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 先进的氧化过程 (AOPs) 对于从水中去除微量有机污染物 (TrOCs) 至关重要.
- 准确预测AOP中TROC与激素的反应性对于工艺设计至关重要.
- 实验确定的速率常数 (k值) 对许多人造的TROC来说是不够的.
研究的目的:
- 开发定量结构-活性关系 (QSARs) 以预测TROC和AOP相关的单电子氧化剂之间的反应速率常数 (k值).
- 为设计水处理有效的AOP提供预测工具.
主要方法:
- 开发了15个使用哈梅特常数和8个基于400多个反应速率常数的交叉相关性的QSAR.
- 使用了各种TROC (,素,氧) 和五种单电子氧化剂 (SO4•−,Br•,Br2•−,Cl2•−,CO3•−) 之间的反应数据.
- 通过预测k值在3的系数内验证了QSAR性能,并将结果与以前的研究进行了比较.
主要成果:
- 开发的QSAR表现出良好的预测性能:基于哈梅特的QSAR预测了94%的k值在3的系数内,交叉相关性为80%.
- 基于哈梅特的QSAR的负斜率和交叉相关的正关系表明氧化剂和TROC之间存在类似的电友机制.
- 预测的k值被成功地应用到评估不同废水矩阵的UV/硫酸盐和UV/处理中的TROC降解.
结论:
- 开发的QSAR提供了一种可靠的方法来预测TROC与关键AOP基的反应性.
- 这些QSAR模型可以显著帮助合理设计和优化用于净化水的AOP.
- 该研究强调了QSARs在解决环境应用中新型污染物的数据缺口方面的有用性.
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