Hvordan man bedst forudsiger kemiske reaktioner af forurenende stoffer i vand

tænder for vandhanen og får ikke rent vand, eller noget vand overhovedet, er et globalt spørgsmål. Rensning af spildevand kan være med til at gøre mere vand tilgængeligt. Ved at dykke ned i nuancerne af spildevandsrensning, forskere bruger ofte beregningskemiske tilgange. Hvilken er bedst? Forskere undersøgte fem muligheder ved at bruge 110 reaktioner forbundet med et meget reaktivt sulfatradikal, der bryder en forurening (benzen). De foreslår at bruge kvanteberegninger på højt niveau til at stikprøve reaktioner, der involverer sulfatradikalet og andre uorganiske arter.

Forskere bruger ofte beregningskemiske metoder til at forudsige reaktioner af store forurenende stoffer i vand. De ønsker at forstå, hvordan nye vandrensningsmetoder, såsom brug af sulfatradikaler, arbejde. Denne undersøgelse hjælper videnskabsmænd med at vælge den mest nøjagtige metode.

Tilgængeligheden af ​​ferskvand er et globalt problem, der driver interessen for måder at omdanne spildevand til rent vand. Rensning af spildevand, der indeholder spor af benzen og andre kemikalier, kunne gøre mere vand tilgængeligt. Udfordringen er at rense den. I visse tilgange, meget reaktive kemikalier, kaldet radikale, er brugt. Forskere er interesserede i at bruge en meget reaktiv, højeffektiv sulfatradikal. Det kan gå i stykker, eller oxidere, spormængder af visse forurenende stoffer, men videnskabsmænd vil gerne vide præcis, hvordan sulfatradikalen virker. Beregningskemi giver en forudsigelig vej til at sondere og vurdere oxidationsreaktioner, men hvad er fordelene og begrænsningerne ved hver tilgang?

Nu, et hold analyserede fem beregningsmetoder, herunder tæthedsfunktionel teori (DFT). De lavede analysen med et bredt sæt af reaktioner (110 i alt), der spiller en nøglerolle i sulfatbaserede oxidationsprocesser. De viste, at DFT-metoderne fungerer ret præcist for konventionelle reaktioner af benzenbaserede forurenende stoffer. Imidlertid, sulfatradikalforskning drager fordel af kvanteberegninger på højt niveau for at stikprøvereaktioner og sikre, at de kinetiske og termodynamiske data nøjagtigt forudsiger reaktionerne, der involverer sulfatradikalet og andre uorganiske forbindelser.