大气中还原态硫化物的反应动力学及机理研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 汪海涛 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-30 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 牟玉静 ; 张晓山 |
| 关键词 | 还原态硫化物 氢氧自由基 臭氧 反应速率常数 反应机理 reduced sulfur compounds OH radical ozone rate constant mechanism |
| 其他题名 | Study on the kinetics and mechanisms of photooxidations of several reduced sulfur compounds in the atmosphere |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 还原态硫化物在大气中经一系列光氧化过程最终转化为硫酸盐，对太阳辐射 以及酸雨形成等具有重要影响，研究它们在大气中光氧化反应动力学及机理，对 合理评估其环境影响具有重要科学意义。然而，在众多有关还原态硫化物的反应 动力学的研究中，报道的反应速率常数仍存在着较大的偏差。为此，本论文采用 烟雾箱技术开展了一系列还原态硫化物大气反应动力学及光氧化反应机理研究。 取得了以下一些研究成果： 1. 利用两种不同引发OH 自由基的方法（光解HONO 和CH3ONO-NO）研 究了CS2 与OH 自由基反应速率常数，获得HONO 体系下CS2 与OH 自由基在 空气中的反应速率常数为(1.76±0.05)×10-13 cm3 molecule-1 s-1。该结果与目前普遍 认同的CS2 与OH 自由基反应速率常数低一个数量级。由于引发HONO 或 CH3ONO 时含氮气体的引入，含氮气体通过光化学过程会产生大量NO2，NO2 在紫外辐射下会立即产生基态氧原子O( 3P)。通过对比在不同气氛下（氮气、空 气和氧气）的反应速率，发现O( 3P)原子是影响是CS2与OH自由基反应速率常 数测定的重要因素。获得了CS2 与OH 自由基反应COS 的产率（氮气体系～ 10.8%；空气体系～36.1%；氧气体系~100%），与文献报道的80%~100%相比， 该产率结果进一步表明O( 3P)原子对反应历程的影响。 2. 利用光解HONO 和CH3ONO-NO 体系考察了氮氧化物对DMS 与OH 自 由基的反应速率常数测定的影响，发现反应体系中O( 3P)原子是影响其不确定性 的重要因素。为了消除体系中NOx 的影响，采用H2O2 为OH 自由基的前体物， 得到空气和氮气体系下DMS 与OH 自由基反应的阿仑尼乌斯的表达式分别为： 1 k air = (7.24 ± 0.28) ×10-13 exp [(770.7 ±97.2 )/T]和2 1 k N = (3.40±0.15) ×10-11 exp [ -(590.3±165.9)/ T]（单位：cm3 molecule-1 s-1）。 3. 测定了无水条件下DMS 与O3 反应的阿仑尼乌斯的表达式为： (9.96 3.61) 10 11 exp[-(7309.7 1098.2) T] DMS k = ± × − ± （单位：cm3 molecule-1 s-1）。 利用6 立方米室外烟雾箱测定了相对湿度为50%～70%条件下DMS与O3 反应速率常数介于(3.42 ± 0.21)×10−19 ～(10.4 ± 0.1)×10−19 cm3 molecule-1 s-1之间。该结果 表明在热带海洋高湿高热条件下，DMS 与O3 的反应有可能是继OH 与NO3 自 由基以外的另一个重要的汇。 4. 研究发现H2S 与OH 自由基的反应过程中，生成的SH 自由基可以发生 自身耦合反应再重新生成H2S，对反应的总体速率常数具有影响。通过加入NO 去除这一影响，我们获得H2S 与OH 自由基的反应的速率常数为 (5.48±0.12) ×10-12 cm3 molecule-1 s-1 。 5. 测定了室温下EMS 与OH 自由基在不同气氛条件下的反应速率常数：氮 气中为（8.95±0.26）×1012、空气中为(14.6±0.36)×10-12 和氧气中为(19.2±0.62)×10-12 （单位：cm3 molecule-1 s-1），发现EMS 与OH 自由基的反应速率常数受氧气偏压 的影响，并得出其在室温下EMS 摘H 反应与加成反应的分支速率常数比为0.6。 6. 此外，我们还测定了氮气、空气和氧气体系下乙硫醇、正丁硫醇、异丁 硫醇与OH 自由基反应的室温速率常数。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-05-31 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/247]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_大气环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 汪海涛. 大气中还原态硫化物的反应动力学及机理研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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