《大氣中環烯烴的臭氧化反應機理研究》是依託山東大學，由丁磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大氣中環烯烴的臭氧化反應機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：丁磊
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大氣環境存在著大量活性較高的環狀烯烴，這些環狀烯烴易與臭氧等發生反應，生成二次有機氣溶膠及光化學煙霧等大量有害成分，由此導致嚴重的大氣環境問題並危害人類健康。本研究從實驗切入大氣中環烯烴的臭氧化反應，並通過理論計算的手段上探究該類反應產生的反應產物、反應中間體與反應機理。本項目擬採用先進的低溫基質隔離系統模擬大氣中常見的環狀烯烴的臭氧化反應，該反應系統可有效地降低反應中間體活性從而延長中間體壽命。因此，紅外光譜檢測器能有效的觀測到反應每一步產生的反應產物與活性中間體，輔以理論計算可得出準確的反應過程與反應機理。本課題創新性研究烯烴雙鍵兩端的不同取代基對其臭氧化反應機理所產生的影響，為從根本上減弱和治理該類大氣污染提供扎的實理論依據。
結題摘要
烯烴尤其是大分子烯烴與臭氧的反應體系的反應機理是目前大氣化學和氣溶膠研究領域的一個熱點問題。實驗研究難以檢測CI，這是由於CI化學性質極為活潑，在實驗條件下存在時間極短暫。本課題通過量子化學理論計算與低溫基質隔離紅外中相結合的方法，選取直鏈烯烴—順式-2-丁烯和典型環狀烯烴檸檬烯研究對象，闡明典型甲基取代烯烴臭氧化的反應機理。套用量子化學理論計算研究2種烯烴與臭氧的反應途徑，利用低溫基質隔離紅外檢測活性Criegee中間體及產物的紅外圖譜；在此基礎上，結合量子化學理論計算與低溫基質隔離紅外，驗證形成Criegee中間體以及計算所得結果。此外通過FTIR得到了CH3I 與THF、DHF和acetone形成鹵鍵複合物的實驗譜圖，證明了I•••O鹵鍵的存在和複合物的形成；CCl4與呋喃類、丙酮形成的鹵鍵複合物也通過紅光譜圖得到了證實。通過DFT-D3計算方法得到了包括最佳化構型、相互作用能和振動頻率在內的複合物參數，支持了光譜分析得到的結果。總而言之本課題理論與實驗結合得出常見烯烴臭氧化生成CI較為準確的反應過程與反應機理，為從根本上減弱和治理該類大氣污染提供扎的實理論依據。此外還成功運用該方法得到了CH3I 和CCl4與THF、DHF和acetone形成鹵鍵複合物的實驗譜圖，證明了I•••O鹵鍵的存在和複合物的形成；有助於增進鹵代甲烷和含氧大氣有機物之間的相互作用對大氣環境中氣溶膠形成潛能的影響。本課題已完成計畫書中的研究目標。
