环糊精包合苯酚及其衍生物的分子模拟(3)
时光霞，刘郁[19]等用未改性的β-环糊精处理苯酚废水，研究了吸附时间、pH、温度、用量、废液浓度等因素对吸附率的影响。实验得出结论，β-环糊精吸附苯酚的过程，随着时间的增加，吸附苯酚的含量也增加，在300min后，吸附率达到最高的42.5%；随着溶液碱性的增强，环糊精对苯酚的去除效率降低，去除率在pH为7时，最高为37.2%，最佳的pH范围为5～7；随着环糊精用量的增加，苯酚吸附率增大，但考虑到作工业用途的成本和易于检测，确定合适的用量为4g/L；随着苯酚初始浓度的增加，环糊精的吸附效率降低；环糊精对苯酚的去除率随着温度的升高呈现先升后降，温度超过60℃后下降明显，考虑工业化推广应用，吸附温度设定为40℃，且根据Freundlieh吸附等温线拟合的情况，在30℃条件下环糊精吸附苯酚符合Freundlieh吸附模型。但是与上个实验的结果作对比，这种采用未改性的β-环糊精吸附苯酚的吸附效果明显没有改性后的交联环糊精对苯酚的吸附效果好。
周玉青，韩萍芳[20]等采用经过改性后的交联环糊精（MDI-β-CD），加以超声辅助条件，研究MDI-β-CD用量、废水pH值、废水浓度、超声声强和频率对吸附效果的影响。实验结果表明，在超声频率20kHz、超声声强0.2W/cm2、苯酚初始浓度100mg/L、pH值6.0、溶液体积100mL、反应温度40℃、吸附时间120min、MDI-β-CD用量40g/L的条件下，交联β-环糊精与超声协同作用去除废水中苯酚的去除率最高可达到94.1%。在保持其余条件不变的情况下，改变单一变量，去除率的变化情况不同。增加吸附剂用量，苯酚的去除率增大，用量为50g/L时，吸附率最高为94.5%。当pH值为4～9范围内时，去除效果均在80%以上，且随酸性增强，去除率降低，pH值为2时，去除率为72.3%；当pH值为10时，去除率为78.1%，所以溶液pH值范围应在4～8，且在pH值为7时吸附效果最佳。随着苯酚废水的初始浓度降低，MDI-β-CD与超声协同的去除率降低。随着超声声强的增加，对苯酚的吸附效率也增加。随着超声频率的增加，对苯酚的吸附率降低。与前两个实验的作比较，在超声协同的作用下，交联环糊精的吸附效果比单独用交联环糊精和未改性环糊精时的吸附效果好。
综上所述，从目前的β-环糊精在水溶液中包合苯酚的实验研究成果来看，β-环糊精在水环境中对苯酚的吸附效果是较好的，加入了交联剂被改性后的环糊精的吸附效果更好，且在超声协同条件下的吸附效果更佳出色。环糊精本身无毒，易于处理，是一种环保型水处理剂，也满足现阶段人们对环保的要求。但是，现阶段的实验研究还缺乏与之相关的理论机理的研究。
因此，本课题实验是建立在已有的实验研究成果的基础上，通过对β-环糊精包合苯酚及其衍生物进行分子模拟计算，研究其包合过程中的构象变化及相关的热力学量，将计算的数据结果与文献中的实验数据结果作比较，得出结论，给现有的实验研究结果提供相应的理论基础。