石墨烯对BPA,4-n-NP分子吸附性能的计算机模拟研究
2015-12-21陈舒娅
陈舒娅,龚 娴
石墨烯对BPA,4-n-NP分子吸附性能的计算机模拟研究
陈舒娅1,龚 娴2
(1.赣南师范学院数学与计算机科学学院, 江西省赣州市 341000;2.南昌市环境保护局,江西省南昌市 330000)
采用第一性原理中的密度泛函理论,通过计算机模拟技术研究了双酚A(BPA)和正壬基苯酚(4-n-NP)在还原氧化石墨烯(rGOs)和不同种类氧化石墨烯(GOs)表面的吸附行为。结果表明:两种分子在石墨烯表面的吸附均为物理吸附;rGOs和不同种类GOs对4-n-NP的吸附能力均大于对BPA的吸附,4-n-NP分子中的碳六元环与石墨烯表面的碳六元环之间的π-π相互作用是导致能够较强吸附4-n-NP分子的主要原因;含有两个羟基的GOs对BPA和4-n-NP的吸附能力最强;含有一个羟基和一个羧基的GOs对BPA和4-n-NP的吸附能力最弱。
双酚A 正壬基苯酚 氧化石墨烯 还原氧化石墨烯 吸附能
双酚A(BPA)和正壬基苯酚(4-n-NP)是目前比较典型的两种环境化学雌激素,环境中即使有很少量的BPA和4-n-NP也会严重影响物种的正常生长和繁衍[1]。有研究证明,4-n-NP是壬基酚聚氧乙烯醚的降解产物,壬基酚聚氧乙烯醚在化工生产中多用来合成树脂、颜料、洗涤剂、润滑油以及农药杀虫剂等[2]。BPA常用来合成环氧树脂以及聚碳酸酯,但BPA与前列腺癌、乳腺癌、天生缺陷以及女性生长发育迟缓等相关。目前,工业废水中已检测到大量4-n-NP以及BPA[3-4]。因此,从废水中移除或者提取4-n-NP以及BPA成为改善环境污染的一项重要事项[5-7]。在以往的报道中,4-n-NP和BPA的净化或提取可通过光催化降解法、分子印迹法、生物降解法以及吸附法[8]等,近年来,用碳纳米管以及活性炭吸附4-n-NP和BPA已被广泛研究[9-10],并提出了多种吸附机理(如通过氢键的吸附,通过π-π相互作用的吸附,以及通过分子形态结构变化的吸附等);……
