1、近年來，以全氟辛磺酸(PFOS)為代表的全氟化合物(PFCAs)，因其在環(huán)境介質(zhì)中的穩(wěn)定性、環(huán)境持久性和生物累積性正逐漸引起科學界的廣泛關(guān)注。迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)其在自然環(huán)境中有效降解的途徑，尋找該類物質(zhì)的有效降解辦法已成為一個亟待解決的環(huán)境熱點問題。本論文采用量子化學計算方法，對全氟辛磺酸的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、電子性質(zhì)、紫外光譜性質(zhì)做了系統(tǒng)研究，以期為尋找該類物質(zhì)降解機理的研究提供一些理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)應(yīng)用Gaus

2、sian09程序，采用密度泛函理論B3LYP/6-31G(d，p)方法，對89個全氟辛磺酸(C8F17SO3H)異構(gòu)體進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化、頻率計算、吉布斯自由能計算及激發(fā)態(tài)計算。根據(jù)異構(gòu)體的吉布斯自由能相對大小確定各物質(zhì)的相對穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，直鏈PFOS的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)螺旋狀，氟原子緊密包裹在碳鏈外側(cè)，C-F鍵鍵能很高使得PFOS的化學性質(zhì)非常穩(wěn)定。由于F原子間的空間位阻效應(yīng)和電子效應(yīng)使得89個PFOS異構(gòu)體中含有端基三氟甲基(-CF3

3、)的PFOS異構(gòu)體具有較高的穩(wěn)定性，而含有較多或較大取代基的多為不穩(wěn)定異構(gòu)體。PFOS在170nm附近有較強的吸收峰，電子躍遷時所需的激發(fā)能較大，在自然光照條件下不易降解。在PFOS各異構(gòu)體中，支鏈PFOS異構(gòu)體較直鏈異構(gòu)體光穩(wěn)定性差，光照條件下較直鏈異構(gòu)體更易降解，使得PFOS直鏈異構(gòu)體在自然環(huán)境中的相對含量占據(jù)主導。
　　(2)采用含時密度泛函理論理論DFT/TD-DFT，對氣相中PFOS的電子性質(zhì)，紫外吸收光譜進行了研究。主

4、要就PFOS的靜電勢、能隙、電離能、電子親和勢、前線分子軌道、激發(fā)能和吸收光譜做了詳細的分析。研究結(jié)果表明，中性PFOS接受電子的能力強于PFOS陰離子，PFOS陰離子比中性的PFOS分子在紫外光條件下易被激發(fā)到激發(fā)態(tài)。
　　(3)對零價金屬(Al、Cu、Zn、Fe)活化全氟乙基磺酸(PFES)中C-F鍵的反應(yīng)機理進行了理論研究。在B3LYP/6-31+G(d，p)計算水平上得到全氟乙基磺酸直接降解的理論結(jié)果。結(jié)果顯示F原子以HF