硝基芳香族炸藥,例如2,4,6-三硝基甲苯（TNT）、2,4-二硝基甲苯（DNT）、2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）,是在軍事和民用上運用廣泛的含能化合物。但是硝基芳香族炸藥具有較大的毒性,是一類能夠引起中毒性肝病、白內障、貧血、并有致畸、致癌等遠期危害的氧化應激性毒物。因此,對于此類炸藥的降解處理一直都是熱點問題。其中,高級氧化技術（AOPs）是一種處理硝基芳香族炸藥相對簡單高效的降解方法,其核心是利用各種化學方法生成高活性的羥基自由基（·OH）,而羥基自由基能夠無選擇性地不斷進攻炸藥分子,直至將其降解為簡單小分子。近年來,人們對高級氧化技術降解TNT進行了大量的研究。但是,這些研究主要關注不同實驗條件對降解效果的影響,而對降解反應分子機制卻了解較少。由于自由基異常活潑,在實驗中難以捕捉觀測。因此,運用計算化學方法,可以有效地對這些炸藥的羥基自由基降解反應機制進行深入探索。本研究運用密度泛函理論（DFT）和在SMD（Pauling）/M06-2X/6-311+G*水平下完成了自由基降解環(huán)境中TNT、DNT和DNAN的分子反應路徑的理論計算。通過計算結果和實驗數據相結合,本文得出羥基自... 

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

TNT、DNT以及DNAN的分子結構及靜電勢圖

圖 1.2 堿性水解反應通道示意圖1.1.3 生物降解法好氧生物法：好氧生物法是在有氧情況下，利用好氧微生物處理廢水中的 TNT的方法。在處理過程中，細菌在胞內酶的作用下，通過氧化、還原、合成等過程，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，釋放出細菌生長、活動所需要的能量，同時部分有機物合成為新的原生質，作為細菌生長、繁殖的營養(yǎng)物質。由于 TNT 具有穩(wěn)定的三取代結構，需要先進行還原代謝。一般的好氧菌通過轉化一個或兩個硝基為羥氨基或氨基以及其異構體。但是這些化合物通常堆積在基質中，不再有進一步的代謝。而且只有少部分好氧菌能夠將 TNT 作為碳源或氮源。要消除硝基則要減少 TNT的親電性，并允許雙加氧酶用二或單硝基芳族化合物作為合適的底物。硝基芳香族化合物的部分還原羥胺衍生物是生物代謝途徑的關鍵。能對 TNT 進行降解的好氧菌中各類表 1.2 所示。表 1.2 好氧菌種與相應代謝產物

北京理工大學碩士學位論文 化的過程，最終將硝基還原為氨基。需要說明的是，2-氨基二硝基甲苯還是 4-氨基二硝基甲苯的生成取決于質子化發(fā)生在 C2 位還是 C4 位。無論是好氧菌、厭氧菌還是真菌，其降解 TNT 的過程中，都存在硝基還原的過程，并且都占主導位置。但是大多數微生物無法進一步降解氨基硝基甲苯。因此在微生物降解 TNT 的過程中，可以檢測到大量積累的氨基硝基甲苯的異構體。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]炸藥廢水處理的高級氧化技術[J]. 吳耀國,焦劍,趙大為,范曉東.  含能材料. 2003(03)
[2]膜萃取法在TNT廢水處理中的應用[J]. 郝艷霞,李健生,王連軍,陸路德.  南京理工大學學報(自然科學版). 2001(05)

碩士論文
[1]Escherichia coli厭氧降解TNT的研究[D]. 陳琛.大連理工大學 2008



本文編號：3481927