基于量化计算的生物炭与苯酚弱相互作用机理研究

摘要

芳香族化合物在生物炭表面的分子行为、特别是弱相互作用机制尚不清楚.为揭示生物炭-苯酚间弱相互作用机制,本文采用等温吸附、吸附动力学实验,结合FT-IR表征,应用密度泛函理论(DFT),分析生物炭与苯酚分子间不同吸附构型的结合能、约化密度梯度(RDG)和电子密度拓扑关系.结果表明:等温吸附经72 h达平衡,pH显著影响饱和吸附量,pH=6时吸附量最大;生物炭表面官能团是吸附作用中心,吸附焓(ΔH)始终处于氢键键能范围内;4种吸附构型(A/B/C/D)的弱相互作用均由范德华力和弱氢键共同主导,B构型结合能最低、最稳定,C构型弱相互作用最强,D构型弱相互作用最弱.