Gli scienziati utilizzano metodi di chimica computazionale di alto livello, come CCSD(T) e M06-2X, prevedere le reazioni coinvolte nella purificazione dell'acqua. I ricercatori hanno confrontato cinque metodi computazionali per determinare i vantaggi ei limiti di ciascuno nello studio delle reazioni basate sulla purificazione. Gli editori di Environmental Science:Processes &Impacts hanno presentato quest'arte nel loro numero speciale sulla chimica computazionale. Credito:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
Aprendo il rubinetto e non ottenendo acqua pulita, o qualsiasi acqua, è un problema globale. La pulizia delle acque reflue potrebbe contribuire a rendere disponibile più acqua. Approfondendo le sfumature della depurazione delle acque reflue, gli scienziati usano spesso approcci di chimica computazionale. Qual è il migliore? I ricercatori hanno esaminato cinque opzioni utilizzando 110 reazioni associate a un radicale solfato altamente reattivo che rompe un contaminante (benzene). Suggeriscono di utilizzare calcoli quantistici di alto livello per controllare le reazioni che coinvolgono il radicale solfato e altre specie inorganiche.
Gli scienziati usano spesso metodi di chimica computazionale per prevedere le reazioni dei principali contaminanti nell'acqua. Vogliono capire come i nuovi metodi di purificazione dell'acqua, come l'uso di radicali solfati, opera. Questo studio aiuta gli scienziati a scegliere il metodo più accurato.
La disponibilità di acqua dolce è un problema globale che sta stimolando l'interesse sui modi per trasformare le acque reflue in acqua pulita. La purificazione delle acque reflue che contengono tracce di benzene e altre sostanze chimiche potrebbe rendere disponibile più acqua. La sfida è pulirlo. In certi approcci, sostanze chimiche altamente reattive, chiamati radicali, sono utilizzati. Gli scienziati sono interessati a utilizzare un prodotto altamente reattivo, radicale solfato altamente efficiente. può rompersi, o ossidare, tracce di alcuni contaminanti, ma gli scienziati vogliono sapere esattamente come funziona il radicale solfato. La chimica computazionale fornisce un percorso predittivo per sondare e valutare le reazioni di ossidazione, ma quali sono i vantaggi ei limiti di ciascun approccio?
Ora, un team ha analizzato cinque metodi di calcolo, compresa la teoria del funzionale della densità (DFT). Hanno effettuato l'analisi con un'ampia serie di reazioni (110 in totale) che svolgono un ruolo chiave nei processi di ossidazione a base di solfati. Hanno dimostrato che i metodi DFT funzionano in modo abbastanza accurato per le reazioni convenzionali di contaminanti a base di benzene. Però, La ricerca sui radicali solfati beneficia di calcoli quantistici di alto livello per controllare le reazioni e garantire che i dati cinetici e termodinamici prevedano accuratamente le reazioni che coinvolgono il radicale solfato e altri composti inorganici.
