大气中氯原子引发的乙烯基甲醚的反应机理和速率常数的理论研究

来源 :第20届中国大气环境科学与技术大会暨中国环境科学学会大气环境分会2014年学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:meiyin1109
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  挥发性有机含氧化合物(OVOCs)主要通过工业生产以及生物过程释放到大气对流层中.存在于大气中的烃类化合物也可以直接通过氧化反应生成OVOCs.由于这类化合物具有高的蒸汽压以及低沸点,它们在大气中是以气态形式存在的,因此它们在大气化学过程中占有不可替代的地位.大气中存在的氧化物(OHradical,NOx,O3以及Cl)可以与OVOCs反应,从而生成对二次有机气溶胶(SOA)的形成有促进作用的二次污染物.作为PM2.5和PM10的主要组成部分,SOA的生成应该引起我们足够的重视.乙烯基醚类(VEs)是一类重要的挥发性有机含氧化合物.长期以来作为“绿色溶剂”使用的VEs大量释放到大气中.此类化合物中存在的碳碳双键促使了其在大气中的氧化反应.VEs主要是通过大气中OH自由基,NO3以及O3的氧化反应进行降解.然而研究表明在沿海区域以及在市中区,Cl原子引发的氧化反应也是具有一定竞争力的.迄今为止,尽管对于Cl引发的有机化合物的降解反应已经有过一系列的研究,却鲜少有Cl和乙烯基醚类反应的研究.对于最简单的乙烯基醚类化合物乙烯基甲醚而言,Cl引发的反应还未曾有人涉及.我们的课题就选取这样一种化合物MVE,从理论方面对MVE+Cl进行了全方位的探索.采用CBS-QB3方法对大气中氯原子引发的乙烯基甲醚(MVE)的氧化降解反应进行了研究.通过热力学数据的计算,具体的化学反应路径得以推断.Cl原子进攻MVE的反应可以经由八条路径进行,其中包括两条加成反应和六条抽提反应.计算得知Cl原子的加成占有主导地位,并且H抽提反应是可以忽略不计的.依据对Cl加成反应的进一步研究可以得知甲酰氯和甲醛是标题反应的主要产物.在200-400K的温度范围以及100-2000Torr的压强下,我们采用MESMER程序对初级反应进行了速率常数的计算.通过不同温度下的速率常数值我们模拟出了阿伦尼乌斯方程:ktot=5.64×10-11exp(215.1/T).在室温298K以及常压760Torr的条件下,我们计算得到的速率常数为ktot=1.25×10-10cm3molecule-1s-1.最后,我们估算出了乙烯基甲醚相对于Cl原子的大气寿命为2.23h.
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