氧化石墨烯吸附水体中酚类有机污染物的分子动力学模拟

赵超锋¹，金佳人¹，霍英忠¹，孙陆²，艾玥洁¹

1. 华北电力大学环境科学与工程学院资源环境系统优化教育部重点实验室2. 南开大学现代光学研究所

摘 要：研究采用分子动力学模拟（Moleculardynamicssimulation,MD）的方法,以苯酚、α-萘酚和4-辛基酚为代表,研究了酚类有机污染物（Phenolic Organic Pollutants, POPs）在氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）上单独和竞争吸附过程。通过自由能计算得到三种POPs在GO表面的吸附能分别为:4-辛基酚（41.34kJ/mol）>α-萘酚（33.23kJ/mol）>苯酚（19.31 kJ/mol）。吸附过程中的主要作用力为POPs的疏水作用,而分子团簇、范德华相互作用、静电相互作用以及氢键等在一定程度上增加了GO对POPs的吸附能力。在混合体系中, POPs之间存在明显的竞争吸附现象,吸附过程包含了直接吸附和形成分子团簇的间接性吸附两个过程。本研究结果为含POPs水体的治理以及GO材料的设计和筛选提供了一定的理论依据。

关键词：酚类有机污染物;氧化石墨烯;竞争吸附;分子动力学模拟;