Virkninger af Fenton-lignende reaktioner af ferroloxalat på atmosfæriske oxidationsprocesser og strålende tvang

Fenton -reaktionen er en kemisk overgang, der involverer hydrogenperoxid (H ₂ O ₂ ) og jernioner, som fungerer som katalysator. Denne proces bruges til at ødelægge farlige forurenende stoffer i spildevand gennem oxidation. I atmosfæren, en lignende reaktion, eller "Fenton-lignende" reaktion, forekommer kontinuerligt med jernoxalat ([Fe (III) (C ₂ O ₄ ) ₃ ] ^3- ) og aerosoler suspenderet i luften. Dette er den hyppigste kemiske reaktion, der sker i atmosfæren. En partikels evne til at oxidere er direkte relateret til dens fase, enten gasformig eller vandig, som har en vigtig indvirkning på sekundær organisk aerosol (SOA) dannelse. Derfor, forskning er nødvendig ikke kun for at evaluere bidraget fra denne Fenton-lignende reaktion til atmosfærisk oxidation, men også for at forbedre konsistensen af ​​modelsimulerede og feltobserverede SOA-budgetter.

"Det antages generelt, at Fenton -reaktionens bidrag til atmosfærisk oxidation kommer fra dannelsen af ​​hydroxylradikaler." sagde professor Wenbo Dong fra Institut for Miljøvidenskab og Teknik, Fudan Universitet. "Forskere har ikke ofte behandlet rollen som superoxidradikaler, som generelt betragtes som kilden til hydrogenperoxid og hydroxylradikaler. "

Methacrolein (CH ₂ =C (CH ₃ ) CHO) er det primære oxidationsprodukt af isopren (CH ₂ =C (CH ₃ ) CH =CH ₂ ), som er den mest udbredte biologiske flygtige organiske forbindelse (VOC) i atmosfæren. Det kan reagere direkte med superoxidradikaler for at generere SOA'er. Selvom dette er en almindelig reaktion, denne proces viser, at der findes andre veje til VOC -oxidation.

"Tidligere undersøgelser mente, at superoxidradikaler ikke reagerer med de fleste organiske forbindelser." sagde prof. Dong.

Nogle VOC'er i atmosfæren reagerer muligvis med superoxidradikaler ligesom methacrolein. Imidlertid, SOA -produktionspotentiale fra ethvert VOC med tilhørende superoxidradikaler og hydroxylradikaler adskiller sig fra methacroleinreaktionen. Forskere fokuserede på oxidationsprocessen af ​​organiske forurenende stoffer forårsaget af disse frie radikaler. De fandt ud af, at oxidationsprocessen er relateret til reaktionsmekanismen for det organiske stof, der ledsager disse frie radikaler.

Tidligere undersøgelser har vist, at ændringen i vandig aerosolabsorbering tilskrives dannelsen af ​​brunt kulstof. Imidlertid, i tilfælde af foto-oxidation af methacrolein med jernoxalat, Prof. Yderligere analyse findes i deres forskningsartikel med titlen "Photooxidation of Methacrolein in Fe (III) -Oxalate Aqueous System and Its Atmospheric Implication" offentliggjort i Fremskridt inden for atmosfæriske videnskaber .

"Når den Fenton-lignende reaktion med en høj jernkoncentration opstår, opløsningens absorbans vil ændre sig betydeligt, med opløsningen ved at blive gul. "sagde prof. Dong." Dette er muligvis ikke den eneste situation med methacrolein, da det kan komme op med den Fenton-lignende reaktion af andre organiske forbindelser. "

Prof. Dong fortsatte, "Dannelsen af ​​uopløseligt eller kolloidt jernhydroxid øger absorbansen af ​​atmosfæriske aerosoler, påvirker den strålende tvang, som har været overset længe. "