Как кислород влияет на качество воздуха

Простейшие из органических молекул имеют гораздо более сложные взаимоотношения с кислородом, чем считалось ранее. Исследователи из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии и их коллеги из других стран показали, что алканы заметно взаимодействуют с молекулами кислорода в реакциях автоокисления. Это открытие, которое переворачивает текущие представления об их химии, может послужить для прогнозирования качества воздуха и эффективности сгорания топлива в двигателях.

Как кислород влияет на качество воздуха

Автоокисление — химический процесс быстрого последовательного присоединения молекул кислорода к органическим молекулам в ходе радикально-цепной реакции. Этот процесс очень важен для расчёта момента поджига топлива в двигателях, а также является ключевым шагом превращения горючих органических молекул в другие вещества в атмосфере.

«Традиционно считается, что атмосферное окисление требует наличия молекул-инициаторов с такими особенностями, как двойные связи или кислородсодержащие группы, — говорит Чжаньдун Ван, сейчас — профессор Научно-технологического университета Китая, ранее — научный сотрудник группы Мани Сарати в KAUST. — Алканы — основной компонент топлива для двигателей внутреннего сгорания и важный класс загрязнителей воздуха в городах. Они не имеют таких особенностей. Ранее считалось, что они очень слабо подвержены автоокислению».

Сарати, Ван и их коллеги выяснили, что алканы действительно подвергаются заметному автоокислению в условиях горения при высоких давлениях и температурах, что опровергает предыдущее предположение.Затем команда начала исследовать возможность автоокисления алканов в атмосферных условиях.

«В 2016 году мы объединились с учёными из Хельсинкского университета, чтобы выиграть конкурентный исследовательский грант KAUST, — говорит Ван. — Это было началом нынешнего исследования».

Команда использовала новейший аналитический метод времяпролётной масс-спектрометрии с химической ионизацией при атмосферном давлении, чтобы определить продукты автоокисления алканов в атмосфере. «К нашему удивлению, выход сильно окисленных органических молекул, содержащих 6 и более атомов кислорода, был намного выше, чем ожидалось», — сказал Ван.

Также команда наблюдала в условиях горения алканы, которые претерпели до 5 последовательных присоединений молекул O2, что заметно выше, чем три присоединения, которые наблюдались раньше.

«Эти результаты обогащают наше понимание процессов автоокисления и позволят нам лучше моделировать и предсказывать поведение двигателей внутреннего сгорания, а также атмосферных процессов, которые влияют на качество воздуха и климат», — отметил Сарати.

«Сейчас мы в KAUST работаем с департаментом здравоохранения, безопасности и окружающей среды, чтобы лучше понимать химические процессы в атмосфере, измеряя показатели в реальном мире. — добавил он. — Используя данные, полученные на станции мониторинга, расположенной в KAUST, мы пытаемся раскрыть сложные химические процессы в атмосфере западного региона Саудовской Аравии».

Исследование опубликовано в журнале Communications Chemistry.

_______________
Перевод Антон Меньшенин , редакторы Марлен Тальберг и Вера Круз , автор блога Обзоры фильмов и книг Веры Круз .
Исследование — Efficient alkane oxidation under combustion engine and atmospheric conditions
Источник — Giving oxygen to the question of air quality

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s