氯酚前驅(qū)物形成二惡英機(jī)理的理論研究.pdf

1、二惡英是一類典型的持久性有機(jī)污染物(POPs)，由于其劇毒性對環(huán)境和人類產(chǎn)生嚴(yán)重危害，已被列入《斯德哥爾摩公約》中的POPs名單。二惡英是伴隨人類生產(chǎn)活動(dòng)形成的一種副產(chǎn)物，通過研究二惡英的生成機(jī)理及其影響因素，找到減少和避免二惡英的生成和排放的方法，從而減少其對人類健康的危害。垃圾焚燒過程中二惡英的生成機(jī)理是十分復(fù)雜的，也是最受人們關(guān)注并且研究最多的，雖然目前對此過程二惡英的生成機(jī)理還存在一些爭議，但是通常認(rèn)為二惡英是通過從頭合成和前驅(qū)

2、物合成兩種途徑生成的。
　　本文主要圍繞垃圾焚燒過程中二惡英前驅(qū)物生成機(jī)理，通過量子化學(xué)計(jì)算開展了一系列的研究工作，在深入研究二惡英的前驅(qū)物生成機(jī)理過程中，提出了酚氧自由基、苯自由基和苯氧雙自由基形成二惡英的理論模型，并設(shè)計(jì)了一系列自由基的自耦合與交叉耦合反應(yīng)，運(yùn)用變分過渡態(tài)理論計(jì)算了它們的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì);我們還對氯酚前驅(qū)物的表面催化機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的研究，設(shè)計(jì)了氯酚在氧化銅和二氧化硅表面的反應(yīng)路徑，并和分子耦合反應(yīng)作比較來分析

3、氧化銅和二氧化硅在二惡英生成過程的催化機(jī)理和催化效果。
　　論文的主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　一、氯酚氣相生成二惡英新機(jī)理。氯酚是公認(rèn)的形成二惡英的最重要的前驅(qū)物，但人們對其轉(zhuǎn)化成二惡英分子機(jī)理的認(rèn)識(shí)仍不十分清晰。我們選擇2-氯酚為模型化合物，通過密度泛函理論計(jì)算，研究了一系列二惡英的形成機(jī)制，發(fā)現(xiàn)酚氧自由基、苯自由基和苯氧雙自由基均是形成二惡英的重要中間體，對二惡英的形成有重要貢獻(xiàn)。本文設(shè)計(jì)了一系列自由基的自耦合與交叉耦

4、合反應(yīng)，運(yùn)用變分過渡態(tài)理論計(jì)算了它們的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，研究結(jié)果改進(jìn)了人們對二惡英形成機(jī)理的認(rèn)識(shí)，也為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究提供了一定的理論指導(dǎo)。
　　二、氯酚在氧化銅，二氧化硅表面反應(yīng)生成二惡英的機(jī)理。前驅(qū)物分子主要通過高溫氣相反應(yīng)和低溫表面催化反應(yīng)形成二惡英，其中70％以上的二惡英是通過表面催化機(jī)理生成的。研究表明，垃圾焚燒過程的飛灰中含有過渡金屬氧化物、金屬氯化物和大量二氧化硅，這些被認(rèn)為是生成二惡英的重要催化劑，但具體作用機(jī)制還