發(fā)布時間：2018-05-06 14:09

  本文選題：三氯乙烯 + 機理和動力學(xué)　； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：揮發(fā)性有機污染物和持久性有機污染物在大氣化學(xué)反應(yīng)過程中起重要作用,目前,通過實驗和理論計算的方法,它們在大氣環(huán)境中的降解過程被大量研究。三氯乙烯(TCE)是一種典型的揮發(fā)性有機污染物和持久性有機污染物,其作為一種氯代不飽和烯烴被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)活動的過程當(dāng)中,它被排放以后進入到大氣以及水的表面,對大氣環(huán)境和水環(huán)境造成嚴(yán)重污染,嚴(yán)重危害人體健康。生物質(zhì)燃燒是大氣顆粒污染物的重要來源,對空氣質(zhì)量,微量氣體排放,碳在大氣中的循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能有重要的影響,揮發(fā)性有機物(VOCs)是生物質(zhì)燃燒的主要產(chǎn)物之一,對大氣二次有機氣溶膠的形成起著重要作用。左旋葡聚糖和蔗糖是生物質(zhì)燃燒揮發(fā)釋放的典型分子示蹤物,它們是霧霾中主要的水溶性有機物,是生物質(zhì)燃燒污染源的良好示蹤物。本文用量子化學(xué)理論,采用密度泛函方法(DFT),在MPWB1K/6-311+G(3df,2p)//MPWB1K/6-31+G(D,P)水平下對三氯乙烯、左旋葡聚糖和蔗糖與大氣中的氣體和自由基的反應(yīng)機理進行了研究,并且用過渡態(tài)理論(TST)計算了主要基元反應(yīng)的動力學(xué)數(shù)據(jù),并且在用分子動力學(xué)模擬GROMACS 4.5.5程序包中的Amber99SB力場下對TCE臭氧化過程中產(chǎn)生的CI自由基在大氣中細顆粒異相成核過程機理進行了研究,得到了如下研究成果:1.TCE由0_3及大氣中部分主要自由基引發(fā)的降解反應(yīng)以及后續(xù)反應(yīng)機理和動力學(xué)研究TCE在大氣環(huán)境中可以與O_3、OH自由基、NO_3、OH2自由基、C1自由基、SO4-自由基等發(fā)生反應(yīng),且由O_3氧化降解TCE過程中生成兩種氯代-CI自由基,其可以與大氣中的NO、NO2、SO2、O2和H2O等發(fā)生后續(xù)反應(yīng)。反應(yīng)機理研究表明OH自由基、NO_3、OH2自由基、C1自由基對TCE的降解反應(yīng)引發(fā)相對迅速,而O_3與SO4-自由基與TCE反應(yīng)相對較慢,但是由于在298.15K時,TCE在大氣環(huán)境中由以上氧化劑引發(fā)反應(yīng)總速率常數(shù)為9.59×10-15cm3molecule-1s-1,所以可能造成對大氣環(huán)境的持久的影響。在TCE由0_3引發(fā)的降解反應(yīng)及其后續(xù)反應(yīng)過程中,生成了無機鹽、有機氮和有機硫化合物、含氧雜環(huán)中間體和多羥基化合物等物質(zhì),這可能會對大氣環(huán)境造成一定的影響。2.TCE臭氧化過程中產(chǎn)生的CI自由基在大氣中細顆粒異相成核機理研究TCE臭氧氧化降解過程中生成初級臭氧化物POZ,POZ有兩條開環(huán)分解路徑,分別生成了兩種氯代-CI自由基,用分子動力學(xué)模擬的方法對它們在大氣環(huán)境中對細顆粒物異相成核過程的影響進行了研究。研究結(jié)果表明在Organic Compounds-(NH4)2SO4-H2O體系中,在TCE由O_3引發(fā)的降解反應(yīng)及其后續(xù)反應(yīng)過程中,生成的無機鹽、有機氮和有機硫化合物、含氧雜環(huán)中間體和多羥基化合物等物質(zhì)能夠在此體系中發(fā)生明顯的自發(fā)成核,形成了直徑約2nm的細顆粒物,從而為從大氣中揮發(fā)性有機化合物到細顆粒的形成過程提供了一個很好的研究典范。3.大氣中左旋葡聚糖和蔗糖的氧化降解機理已有研究報道了 OH自由基與左旋葡聚糖在大氣中的氣相反應(yīng)機理[1],但是左旋葡聚糖作為一種水溶性的糖類物質(zhì),其在大氣氣溶膠中含有水的條件下會發(fā)生液相反應(yīng),因此我們探討了 OH自由基與左旋葡聚糖在大氣中的液相反應(yīng)機理。此外還研究了左旋葡聚糖與NO_3和SO4-自由基在氣相中的抽氫引發(fā)反應(yīng),研究表明,左旋葡聚糖可以被NO_3和SO4-自由基引發(fā)抽氫,這對左旋葡聚糖在大氣中與氧化自由基的氧化降解機理作了進一步的補充。另外,研究了大氣環(huán)境中OH自由基與蔗糖的氧化降解機理。蔗糖作為一種多糖,跟OH自由基與左旋葡聚糖的氫抽提反應(yīng)類似,蔗糖也可以與OH自由基發(fā)生氫抽提反應(yīng)。并且研究了生成的活性中間體與大氣環(huán)境中的O2、NO、H2O的反應(yīng)機理。研究表明,OH自由基可以引發(fā)蔗糖的抽提氫反應(yīng),并且最終產(chǎn)物對大氣酸度和SOA的形成均有一定貢獻。
[Abstract]:鎸ュ彂鎬ф湁鏈烘薄鏌撶墿鍜屾寔涔呮，

本文編號：1852615