随着经济的发展,工业化的不断推进,难生物降解废水的排放量不断增加,对环境带来了很大的影响。超临界水作为一种新兴的反应介质,越来越受到人们广泛的关注,许多科研工作者开始致力于超临界水体系处理难生物降解废水的研究工作;由于现有实验条件无法进行在线机理的研究,限制了人们对超临界水体系中难生物降解化合物的反应过程的认识。因此,以新兴的反应力场ReaxFF来进行超临界水体系反应的模拟,以印染废水和炸药废水为研究对象,以分散橙25(DO25)和2,4,6-三硝基甲苯(TNT)为模型化合物,研究其在超临界水体系中的降解机理,将为超临界水体系反应过程提供指导,有助于超临界水氧化、气化处理难生物降解废水技术的产业化。研究结果表明,在超临界水氧化体系中,按照作用基团的不同,DO25分子结构中的苯环具有三种开环方式,分别为OH自由基作用、O2作用以及OH自由基和O2协同作用,苯环在开环之后能够重新形成稳定的三元环结构,随后三元环继续发生开环反应,生成简单的小分子化合物如H2O,CO2,N2等。总体来看,在温度较低的情况下,第三种是一种常见的开环方式,而在温度较高的情况下,往往是OH自由基或者O2单独进行作用。通过对DO25中N元素迁移的分析,结果表明延长反应时间、增大DO25在反应体系中的比例有助于N2的生成。对TNT在超临界水氧化体系中的降解过程模拟结果表明,对于初始反应,超临界水氧化体系包含四条路径(1)NO2→ONO,(2)R-NO2键断裂产生NO2分子,(3)R-NO2在H自由基的作用下转化成为R-NOOH,(4)O2嵌入苯环形成杂环结构,其中前三条路径也出现在了超临界水气化体系中。对于N元素,NOH是一种关键的中间产物,它是初始反应物与最终产物的桥梁,超临界水氧化体系中产物主要是N2,而气化体系则主要为NH3,而超临界水部分氧化能够把氧化和气化的优势结合起来。