【摘要】：氣溶膠老化是目前大氣顆粒物物理化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一。通過真空型傅里葉紅外光譜儀原位觀測并對比了油酸(OA)薄膜和油酸包覆粉煤灰兩種樣品分別與臭氧發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué),并評估了其中粉煤灰在非均相化學(xué)反應(yīng)中所起到的作用。除了指紋區(qū)特征峰的不同,在反應(yīng)前純油酸薄膜和純油酸包覆粉煤灰樣品的主要紅外特征吸收峰是相似的。當兩種樣品分別處于20ppm臭氧濃度、室溫和干燥的反應(yīng)環(huán)境中,=CH的特征吸收峰(3 050cm-1)強度降低而—OH伸縮振動特征峰(3 430cm~(-1))強度增加。此外,隨著臭氧氧化反應(yīng)的進行,處于1 710cm-1的羧酸C=O伸縮振動特征峰強度下降,反之,產(chǎn)物酯類物質(zhì)的伸縮振動特征峰在1 740cm~(-1)出現(xiàn)并增強。通過紅外光譜的變化趨勢能夠得到兩組樣品的OA成分在反應(yīng)中逐步消耗并轉(zhuǎn)化為含有羥基和酯類官能團的產(chǎn)物。通過位于1 740cm-1處的C=O特征峰的變化能夠得到準一級反應(yīng)速率常數(shù)Kapp和攝取系數(shù)γ。粉煤灰樣品的準一級反應(yīng)速率常數(shù)大體是油酸薄膜反應(yīng)體系的兩倍。對于比表面積,粉煤灰樣品要大于油酸薄膜,而兩種反應(yīng)體系的臭氧濃度一致,油酸薄膜和油酸包覆粉煤灰的γ值分別為(2.70±0.11)×10~(-4)和(3.70±0.13)×10~(-4)。較大的催化表面積和較快的催化效率是導(dǎo)致粉煤灰樣品較油酸薄膜反應(yīng)快的原因。由此證明了當粉煤灰與不飽和有機酸結(jié)合并處在臭氧氧化環(huán)境中時會常易促進二次有機氣溶膠的形成。
[Abstract]:Aerosol aging is one of the research hotspots in the field of physical chemistry of atmospheric particulates. The kinetics of chemical reaction of oleic acid (OA) film and oleic acid-coated fly ash with ozone was observed and compared by vacuum Fourier transform infrared spectrometer. The role of fly ash in heterogeneous chemical reaction was evaluated. In addition to the difference of fingerprint characteristic peaks, the main infrared characteristic absorption peaks of pure oleic acid film and fly ash coated with pure oleic acid before reaction are similar. When the two samples were in 20ppm ozone concentration, the intensity of the characteristic absorption peak (3 050cm-1) of Ch decreased while the intensity of the characteristic peak of -OH stretching vibration (3 430 cm ~ (-1) increased at room temperature and in dry reaction environment. In addition, with the ozone oxidation reaction, the intensity of the extensional vibration characteristic peak of carboxylic acid Con O at 1 710cm-1 decreases, whereas the stretching vibration characteristic peak of the product esters appears and increases at 1 740 cm ~ (-1). The OA components of the two groups of samples can be gradually consumed and converted into products containing hydroxyl groups and ester functional groups through the change trend of IR spectra. The quasi-first-order reaction rate constant Kapp and uptake coefficient 緯 can be obtained by changing the characteristic peak of Con O at 1 740cm-1. The quasi first order reaction rate constant of fly ash samples is about twice as high as that of oleic acid film reaction system. For the specific surface area, the fly ash sample is larger than the oleic acid film, and the ozone concentration of the two reaction systems is the same. The 緯 values of oleic acid film and oleic acid-coated fly ash are (2.70 鹵0.11) 脳 10 ~ (-4) and (3.70 鹵0.13) 脳 10 ~ (-4), respectively. The larger catalytic surface area and faster catalytic efficiency are the reasons for the faster reaction of fly ash sample than oleic acid film. It is proved that the formation of secondary organic aerosol is easy to be promoted when fly ash binds to unsaturated organic acid and is in ozone oxidation environment.
【作者單位】： 北京理工大學(xué)化學(xué)學(xué)院化學(xué)物理研究所;
【基金】：supported by the National Natural Science Foundational of China(41175119,21373026,21473009)
【分類號】：O657.33;O643.1

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本文編號：2166073