De kraan opendraaien en geen schoon water krijgen, of helemaal geen water, is een wereldwijd probleem. Het reinigen van afvalwater kan helpen om meer water beschikbaar te maken. Door in te gaan op de nuances van afvalwaterzuivering, wetenschappers gebruiken vaak computationele chemie benaderingen. Welke is het beste? Onderzoekers onderzochten vijf opties met behulp van 110 reacties geassocieerd met een zeer reactieve sulfaatradicaal die een verontreiniging (benzeen) afbreekt. Ze stellen voor om kwantumberekeningen op hoog niveau te gebruiken om reacties met de sulfaatradicaal en andere anorganische soorten te controleren.

Wetenschappers gebruiken vaak computationele chemische methoden om reacties van belangrijke verontreinigingen in water te voorspellen. Ze willen begrijpen hoe nieuwe waterzuiveringsmethoden, zoals het gebruik van sulfaatradicalen, werk. Deze studie helpt wetenschappers de meest nauwkeurige methode te kiezen.

De beschikbaarheid van zoet water is een wereldwijd probleem dat de belangstelling wekt voor manieren om afvalwater om te zetten in schoon water. Door afvalwater te zuiveren dat sporen van benzeen en andere chemicaliën bevat, kan er meer water beschikbaar komen. De uitdaging is om het schoon te maken. Bij bepaalde benaderingen zeer reactieve chemicaliën, radicalen genoemd, worden gebruikt. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in het gebruik van een zeer reactief, zeer efficiënte sulfaatradicaal. Het kan kapot gaan, of oxideren, sporenhoeveelheden van bepaalde verontreinigingen, maar wetenschappers willen precies weten hoe de sulfaatradicaal werkt. Computationele chemie biedt een voorspellend pad om oxidatiereacties te onderzoeken en te beoordelen, maar wat zijn de voordelen en beperkingen van elke benadering?

Nutsvoorzieningen, een team analyseerde vijf rekenmethoden, inclusief dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT). Ze deden de analyse met een brede reeks reacties (110 in totaal) die een sleutelrol spelen in op sulfaat gebaseerde oxidatieprocessen. Ze toonden aan dat de DFT-methoden vrij nauwkeurig presteren voor conventionele reacties van op benzeen gebaseerde verontreinigingen. Echter, Onderzoek naar sulfaatradicalen profiteert van kwantumberekeningen op hoog niveau om reacties te controleren en ervoor te zorgen dat de kinetische en thermodynamische gegevens nauwkeurig de reacties voorspellen waarbij het sulfaatradicaal en andere anorganische verbindingen betrokken zijn.