HNO3與苯、苯甲醚在大氣礦物顆粒(SiO2、α-Fe2O3及α-FeOOH)表面的光化學(xué)轉(zhuǎn)化機(jī)制.pdf

1、利用傅立葉變換紅外光譜儀(FTIT)和高效液相色譜儀(HPLC)研究了308 nm紫外光照下HNO3與苯、苯甲醚在氣相及礦物顆粒(SiO2、α-Fe2O3及α-FeOOH)表面的光化學(xué)反應(yīng)。探討了時間、苯和苯甲醚、相對濕度、溫度、顆粒物粒徑和紫外光波長等對光化學(xué)反應(yīng)的影響，并推測了光化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，這對于解釋大氣中二次有機(jī)氣溶膠(SOA)的形成機(jī)制具有重要的理論意義。結(jié)論如下:
　　HNO3與苯在氣相和顆粒物表面的暗反應(yīng)中沒有產(chǎn)物

2、生成。而紫外光照射下，主要產(chǎn)物是對硝基苯酚(p-NP)。且隨著時間、苯、相對濕度和溫度的增加，p-NP的濃度逐漸增加，在三種顆粒物表面產(chǎn)生的p-NP依次為α-FeOOH＞α-Fe2O3＞SiO2＞氣相。當(dāng)HNO3為400 Pa，苯為300 Pa，光照時間為100min時，在SiO2、α-Fe2O3及α-FeOOH表面產(chǎn)生的p-NP的濃度分別為2.26×1013、3.45×1013和3.57×1013 molecule/cm3，且分別是氣

3、相中的2.02、3.08和3.19倍;當(dāng)苯為600 Pa時，三種顆粒物表面產(chǎn)生的p-NP濃度分別是氣相中的1.86、3.16和3.41倍;在水汽存在的情況下，反應(yīng)中有HONO生成。當(dāng)RH=70％時，三種顆粒物表面產(chǎn)生的p-NP的濃度分別是氣相中的2.01、3.41和3.67倍;HONO濃度分別是氣相中的2.71、3.55和3.63倍。
　　HNO3與苯甲醚在氣相和顆粒物表面的暗反應(yīng)和光化學(xué)反應(yīng)的主要產(chǎn)物都是p-NP，且光反應(yīng)產(chǎn)生的

4、p-NP濃度明顯大于暗反應(yīng)。且隨著光照時間、苯甲醚、溫度的增加，產(chǎn)生的p-NP的濃度逐漸增加;而隨著相對濕度的增加，p-NP的濃度逐漸減小，在三種顆粒物表面產(chǎn)生的p-NP濃度依次為α-FeOOH＞α-Fe2O3＞SiO2＞氣相。當(dāng)HNO3為400Pa，苯甲醚為300 Pa，光照時間為100min時，在SiO2、α-Fe2O3及α-FeOOH表面產(chǎn)生的p-NP的濃度分別為14.60×1013、18.23×1013和20.16×1013 m

5、olecule/cm3，且分別是氣相中的2.39、2.98和3.30倍;當(dāng)苯甲醚為600 Pa時，在三種顆粒物表面產(chǎn)生的p-NP的濃度分別是氣相的2.34、2.95和3.31倍;當(dāng)相對濕度為70％時，在三種顆粒物表面產(chǎn)生的p-NP的濃度分別是氣相的2.39、2.98和3.28倍。
　　通過大氣環(huán)境下云中的氧化模型模擬得出，隨著大氣環(huán)境中液態(tài)水濃度的增加，HNO3與苯、苯甲醚產(chǎn)生p-NP的速率逐漸增加，且在礦物顆粒物表面產(chǎn)生的p-N