氯代芳香族化合物结构-电化学还原电位定量关系的贝叶斯规整化BP神经网络模型

将贝叶斯规整化误差反向传播神经网络(BRBPNN)应用于环境领域的 QSPR模型.采用ChemOffice2004内置的MOPAC 2000计算了6种量子化学参数(分子最高占据能EHOMO、分子最低占据能ELUMO、分子生成热HF、分子偶极矩DIP、分子的电子能量EE和分子的核核排斥能CCR)以及氯原子数(Cl)和分子量(MW),建立了87种氯代芳香族化合物结构与电化学还原电位定量关系的BRBPNN模型.最优网络模型结构为6-20-1,其电化学还原电位的拟合及预测能力明显优于逐步线性回归模型,其训练集和预测集的相关系数平方和均方根误差(MSE)分别达到0.999和0.000105,0.965和 0.00159.最优模型输入节点到隐含层权重平方和的分布规律揭示出各种描述符对还原电位的影响大小依次为: E_LUMO>E_HOMO>HF>CCR>EE>DIP.由散点图揭示出影响为正有EE;影响为负有E_LUMO,HF,DIP;影响无明显正负性的有E_LUMO,CCR.结果表明,贝叶斯规整化大大方便了网络规整化参数选择,保证了网络的优良概括能力和稳健性.本研究对氯代芳香族化合物采用电化学处理的适用性以及分析相应电化学降解机理提供了依据.     

氯代环醚系列化合物结构与急性毒性关系研究

由化学物质毒性效应登录(RTECS)1998年版光盘系统检索获得52种环醚和34种氯代环醚急性毒性数据.应用主成份分析法从11种分子描述符中选择出对急性毒性有明显影响的5种:氯原子数,取代苯环上氢的氯原子数,取代烷基氢的氯原子数,烷基数和氧原子数.通过样本学习集训练并优化神经网络结构、建模分类、预报,对于86个样本,低中和高剧两类毒性,正确分类率达到91%;而对于低、中、高、剧4类毒性,正确分类率达到80%.结果表明,氯代环醚的特殊结构具有很强的致毒作用.     

氯脂肪烃分子结构与对鼠急性毒性关系的专家系统研究

应用专家系统方法对１１０种氯脂肪烃和可能的对应烷烃的分子结构及对鼠急性毒性关系进行了研究。分子结构描述符取为：特殊构象结构，母体烃结构，取代氯原子数和分子含碳原子数。结果表明：对于四类活性正确分类率达到８２％以上，满足统计预报要求。     

三峡库区典型流域水华暴发评价函数模型研究

藻类在光照充足时将无机磷酸和ADP转化为ATP以储备能量,外部条件改变时,则ATP可逆转换为ADP以释放能量.在此理论框架下根据三峡库区典型流域水华暴发时的现场监测数据研究了绿藻光合磷酸化的活化能ΔE、计算了库区流域中若干水系在不同水文条件下提供的有效能量Δe和综合营养指数TLI(Σ),并以ΔE、Δe和TLI(Σ)为参数构建了预测和判断不同水域环境中水华是否暴发的水华暴发评价函数F,在考虑外部因素和内部因素对水华暴发影响程度的大量计算和分析的基础上,确定了ΔE、Δe和TLI(Σ)的相关权重分别为a₁=0.3,a₂=0.3,a₃=0.4.模型计算和实地验证表明:F比单纯的TLI(Σ)作为水华暴发或者水体富营养化的判据更合理,更有说服力和更具普适性.     

苯并咪唑衍生物缓蚀机理的理论研究

目的对五种苯并咪唑衍生物缓蚀剂的缓蚀性能进行理论评价,并对其缓蚀机理进行理论研究。方法采用量子化学计算与分子动力学模拟相结合的方法。结果苯并咪唑、2-丙基苯并咪唑、2-戊基苯并咪唑、2-己基苯并咪唑的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)均分布在苯并咪唑环上,而2-对氯苄基苯并咪唑的最高占据轨道分布在苯并咪唑环上,最低空轨道分布在取代基上。分子的苯并咪唑环平行吸附在金属表面,取代基含有的烷基链会垂直于表面并指向溶液,对分子吸附的影响较小,而取代基含有的苯环则会发生平行吸附。在五种缓蚀剂分子中,苯并咪唑的能隙差(ΔE)为5.572 e V,在金属表面上的吸附能为364.19 k J/mol,缓蚀性能最弱;2-对氯苄基苯并咪唑的能隙差为5.157 e V,吸附能为700.19 k J/mol,缓蚀性能最强。结论苯并咪唑衍生物分子的取代基官能团会对缓蚀性能造成一定影响,缓蚀剂分子通过其前线轨道与Fe原子形成的配位键和反馈键稳定吸附在金属表面,吸附形态和前线轨道分布有关。     

氯代芳香族化合物电化学还原特性的测定及QSPR研究

运用定量结构-性质相关技术研究了萘、联苯、苯、苯酚等4类共87种氯代芳香族化合物的电化学还原特性与分子结构间的定量关系结果表明,化合物的还原电极电位除了与最低未占据分子轨道能EL_UMO有显著相关性以外,还与分子中氯原子个数n_CI存在一定相关性,从而揭示了氯代芳香族化合物电化学还原的内在规律,为有害污染物高级还原处理技术的开发与工艺设计提供了有价值的基础数据.     

纳米Fe0颗粒对三种单氯酚的降解

采用化学还原法制备了纳米Fe0颗粒,研究了不同条件下纳米Fe0对3种单氯酚(2-CP, 3-CP, 4-CP)的去除作用.结果表明,纳米Fe0对单氯酚具有良好的去除效果,主要降解途径为先脱氯后开环,实现氯酚分子与Fe原子间的电子转移,达到还原脱氯的效果.3种单氯酚的脱氯难易程度为2-CP＞3-CP＞4-CP,脱氯反应活性与其分子最低空轨道能量(ELUMO)有关.随着氯酚初始浓度的增大,其相对去除率略有降低, 但绝对降解量有较大提高.温度不仅影响脱氯速率,而且影响氯酚去除的途径,温度较高时,氯酚先脱氯后开环;温度低时,较易产生氧化产物.     

不同光强下光催化降解对氯苯甲酸钠动力学

以对氯苯甲酸钠为模型污染物,研究了不同光强条件下的光催化降解动力学.结果表明对氯苯甲酸钠的光催化降解动力学可以用Langmuir-Hinshelwood模式来描述,但其中的动力学参数与光强有关.速率常数k_r随入射光强的升高而增加,而表观吸附常数K_s却随入射光强的升高而降低.k_r和K_s^-1近似与光强呈幂函数的关系.说明提高光强虽然可以增加光催化降解速率但会降低其能量利用效率,如何使用低光强照射可能是提高光催化氧化反应器能量利用效率的重要因素之一.     

邻苯二甲酸酯类化合物正辛醇-水分配系数的QSPR研究

采用PM3算法计算邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)的量子化学参数,应用偏最小二乘(PLS)算法建立了PAEs的正辛醇-水分配系数(K_OW)的定量结构-性质相关(QSPR)模型.模型的结果表明,用量子化学参数建立的QSPR模型相关性显著,具有较好的稳健性和预测能力,因此,利用该模型可对其他PAEs分子的lgK_OW值进行初步预测.模型的结果表明,影响lgK_OW的主要量子化学参数是分子总能量TE、相对分子质量M_r、平均分子极化率α和分子生成热ΔH_f.lgK_OW随着M_r和α的增大而增大,随着TE和ΔH_f的增大而减小.     

酸化污泥膨润土颗粒对染料活性翠蓝的脱色研究

以污泥和膨润土为原料,硫酸为酸化剂制备了酸化污泥膨润土颗粒.对制得的样品进行了比表面积和SEM等表征,并用于染料活性翠蓝的脱色.考察了pH值、投加量、反应时间和反应温度的影响,并进行了方程的拟合,计算了热力学参数(ΔH⁰、ΔS⁰、ΔG)和吸附活化能E_a.结果表明,酸化污泥膨润土颗粒对活性翠蓝的吸附量随温度和初始浓度的增加而增大,吸附等温线符合Langmuir吸附模型,其吸附动力学更适于伪二级动力学方程所述规律,吸附速率大小为313　K>303　K>293　K;吸附活化能较低,为5.52 kJ·mol^-1,说明吸附过程以物理吸附为主.同时ΔH⁰>TΔS⁰和ΔG>0表明整个吸附过程活化焓的影响大于活化熵,且属于非自发反应.