苯乙烯與檸檬烯臭氧化反應(yīng)生成二次有機(jī)氣溶膠的機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-19 02:23
二次有機(jī)氣溶膠(Secondary Organic Aerosol,SOA)是由人為源和生物源排放的揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compound,VOC)經(jīng)大氣氧化形成,是大氣細(xì)粒子的重要組分。對(duì)于SOA的來(lái)源和形成機(jī)制仍存在著很大的不確定性,使得理解其對(duì)全球氣候和當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量的影響仍存在很大困難。煙霧箱已成為研究特定VOC在受控環(huán)境中生成SOA潛勢(shì)和SOA形成化學(xué)機(jī)制的有力工具。然而,要深入理解所涉及的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制還需要從微觀上研究單個(gè)反應(yīng)的化學(xué)動(dòng)力學(xué),和從宏觀上評(píng)估所認(rèn)知的機(jī)制與真實(shí)大氣反應(yīng)的一致性。本論文在煙霧箱實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,使用量子化學(xué)計(jì)算探索了新的未知機(jī)制;并通過(guò)將數(shù)值模擬與煙霧箱實(shí)驗(yàn)結(jié)合,評(píng)估新機(jī)制和已知機(jī)制下煙霧箱實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果,獲得對(duì)煙霧箱實(shí)驗(yàn)新的認(rèn)知。VOC中的小分子幾乎不會(huì)生成SOA,對(duì)SOA生成貢獻(xiàn)較大的主要為碳數(shù)≥6的大分子VOC。苯乙烯(C8H8)和檸檬烯(C10H16)分別為人為源和生物源排放的重要VOC,且其C=C鍵易被氧化劑氧化導(dǎo)致快速的降解;谝陨媳尘,本論文主要開(kāi)展了以下的研究工作:1.自行設(shè)計(jì)和搭建了一套6m3 × 2 FEP...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1典型BVOC的化學(xué)結(jié)構(gòu)??
?羅勒烯?P-石竹稀?CX-合金歡稀??圖1.1典型BVOC的化學(xué)結(jié)構(gòu)??VOC通過(guò)各種氧化化學(xué)反應(yīng)從大氣中去除。這些VOC的化學(xué)壽命很大程度??上取決于它們的反應(yīng)活性。大多數(shù)VOC的反應(yīng)性源于它們含有一個(gè)或多個(gè)雙鍵,??使得它們易被〇3、OH自由基、N〇3自由基等氧化劑所氧化這些反應(yīng)會(huì)生成??低揮發(fā)性產(chǎn)物,隨后凝聚形成SOA,并且還可能促進(jìn)氧化劑(〇3和0H自由基)??在大氣中的再生[19,2()]。由于高排放量和高反應(yīng)活性,烯烴類(lèi)物質(zhì)在所有VOC的??氧化過(guò)程中占據(jù)著重要作用,下面對(duì)烯烴類(lèi)的氧化過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。??1.2.1烯烴與03的反應(yīng)??〇3在整個(gè)大氣中廣泛存在。雖然平流層〇3使我們免受紫外線(xiàn)輻射,但對(duì)流??層的〇3卻會(huì)對(duì)植物和人類(lèi)健康產(chǎn)生不利影響。對(duì)流層〇3是由NOx與VOC、甲??烷或CO之間的光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的%。在農(nóng)村地區(qū),03濃度通常在20到80ppbv??之間,而在城市地區(qū),〇3濃度在40到120ppbv之間,最高峰通常發(fā)生在光照較??強(qiáng)的日期和時(shí)段[22]。??烯烴與〇3的反應(yīng)如圖1.2所示。簡(jiǎn)而言之
與流動(dòng)管和其它小型動(dòng)力學(xué)裝置相比,煙霧箱的尺寸更大,因而可使反應(yīng)??在更大的時(shí)間尺度進(jìn)行,及配置更多的測(cè)量?jī)x器等優(yōu)點(diǎn)。??圖1.3顯示了目前歐洲最大的煙霧箱系統(tǒng)之一?EUPHORE?(European??Photoreactor)。EUPHORE及其它類(lèi)似大型煙霧箱系統(tǒng)的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是可以使??用大量的分析檢測(cè)儀器,這些儀器不僅能對(duì)穩(wěn)定分子進(jìn)行原位測(cè)量,也能對(duì)壽命??較短的自由基(如OH和H〇2)進(jìn)行原位測(cè)量。在圖1.3所示EUPHORE煙霧箱??6??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Role of ammonia in forming secondary aerosols from gasoline vehicle exhaust[J]. Tengyu Liu,Xinming Wang,Wei Deng,Yanli Zhang,Biwu Chu,Xiang Ding,Qihou Hu,Hong He,Jiming Hao. Science China(Chemistry). 2015(09)
[2]用于研究大氣氧化過(guò)程和機(jī)制的雙反應(yīng)器煙霧箱的評(píng)估和應(yīng)用(英文)[J]. 王煒罡,李坤,周力,葛茂發(fā),侯思齊,佟勝睿,牟玉靜,賈龍. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
本文編號(hào):3040459
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1典型BVOC的化學(xué)結(jié)構(gòu)??
?羅勒烯?P-石竹稀?CX-合金歡稀??圖1.1典型BVOC的化學(xué)結(jié)構(gòu)??VOC通過(guò)各種氧化化學(xué)反應(yīng)從大氣中去除。這些VOC的化學(xué)壽命很大程度??上取決于它們的反應(yīng)活性。大多數(shù)VOC的反應(yīng)性源于它們含有一個(gè)或多個(gè)雙鍵,??使得它們易被〇3、OH自由基、N〇3自由基等氧化劑所氧化這些反應(yīng)會(huì)生成??低揮發(fā)性產(chǎn)物,隨后凝聚形成SOA,并且還可能促進(jìn)氧化劑(〇3和0H自由基)??在大氣中的再生[19,2()]。由于高排放量和高反應(yīng)活性,烯烴類(lèi)物質(zhì)在所有VOC的??氧化過(guò)程中占據(jù)著重要作用,下面對(duì)烯烴類(lèi)的氧化過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。??1.2.1烯烴與03的反應(yīng)??〇3在整個(gè)大氣中廣泛存在。雖然平流層〇3使我們免受紫外線(xiàn)輻射,但對(duì)流??層的〇3卻會(huì)對(duì)植物和人類(lèi)健康產(chǎn)生不利影響。對(duì)流層〇3是由NOx與VOC、甲??烷或CO之間的光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的%。在農(nóng)村地區(qū),03濃度通常在20到80ppbv??之間,而在城市地區(qū),〇3濃度在40到120ppbv之間,最高峰通常發(fā)生在光照較??強(qiáng)的日期和時(shí)段[22]。??烯烴與〇3的反應(yīng)如圖1.2所示。簡(jiǎn)而言之
與流動(dòng)管和其它小型動(dòng)力學(xué)裝置相比,煙霧箱的尺寸更大,因而可使反應(yīng)??在更大的時(shí)間尺度進(jìn)行,及配置更多的測(cè)量?jī)x器等優(yōu)點(diǎn)。??圖1.3顯示了目前歐洲最大的煙霧箱系統(tǒng)之一?EUPHORE?(European??Photoreactor)。EUPHORE及其它類(lèi)似大型煙霧箱系統(tǒng)的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是可以使??用大量的分析檢測(cè)儀器,這些儀器不僅能對(duì)穩(wěn)定分子進(jìn)行原位測(cè)量,也能對(duì)壽命??較短的自由基(如OH和H〇2)進(jìn)行原位測(cè)量。在圖1.3所示EUPHORE煙霧箱??6??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Role of ammonia in forming secondary aerosols from gasoline vehicle exhaust[J]. Tengyu Liu,Xinming Wang,Wei Deng,Yanli Zhang,Biwu Chu,Xiang Ding,Qihou Hu,Hong He,Jiming Hao. Science China(Chemistry). 2015(09)
[2]用于研究大氣氧化過(guò)程和機(jī)制的雙反應(yīng)器煙霧箱的評(píng)估和應(yīng)用(英文)[J]. 王煒罡,李坤,周力,葛茂發(fā),侯思齊,佟勝睿,牟玉靜,賈龍. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
本文編號(hào):3040459
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