• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Ge syre till frågan om luftkvalitet

    Flyktiga alkaner, som tidigare ansågs ha endast mindre känslighet för autooxidation, har nu visat sig ha ett mycket mer komplext förhållande till syre, vilket kan få betydande konsekvenser för bränsleförbränning och luftföroreningar. Kredit:© 2021 Morgan Bennett Smith.

    De enklaste organiska molekylerna har ett mycket mer komplext förhållande till syre än vad man tidigare trott. Forskare från KAUST och deras internationella samarbetspartners har visat att alkaner deltar i stor utsträckning i autooxidationsreaktioner med syremolekyler. Upptäckten, som omkullkastar nuvarande kemiska visdom, har konsekvenser för förutsägelse av luftkvalitet och effektiv bränsleförbränning i motorer.

    Autooxidation är en kemisk process där syremolekyler snabbt och sekventiellt adderas till organiska molekyler i en radikal kedjereaktion. Processen är avgörande för tidpunkten för bränsleförbränning i motorer och är ett nyckelsteg i atmosfärens omvandling av flyktiga organiska molekyler till partiklar.

    "Konventionell kunskap tyder på att atmosfärisk autooxidation kräver prekursormolekyler med egenskaper som dubbelbindningar eller syrehaltiga delar, " säger Zhandong Wang, nu professor vid University of Science and Technology i Kina, tidigare forskare hos Mani Sarathy vid KAUST. Alkaner - den primära komponenten i förbränningsmotorbränslen och en viktig klass av stadsspårgaser - har inte dessa strukturella egenskaper. "Alkaner ansågs ha endast mindre känslighet för omfattande autooxidation, " säger Wang.

    För att kullkasta detta antagande, Sarathy, Wang och kollegor visade att alkaner genomgår omfattande autooxidation under de varma högtrycksförhållandena vid förbränning. Teamet satte sig sedan för att undersöka möjligheten att alkanautooxidation också inträffar under atmosfäriska förhållanden.

    "2016, vi samarbetade med Helsingfors universitets forskare för att vinna ett KAUST konkurrenskraftigt forskningsanslag, " säger Wang. "Det var början på det här arbetet."

    Teamet använde en toppmodern analytisk teknik, kallas kemisk jonisering atmosfäriskt tryck gränssnitt time-of-flight masspektrometri, för att upptäcka produkter av atmosfärisk alkanautooxidation. "Slående, utbytet av starkt syresatta organiska molekyler innehållande sex eller fler syreatomer var mycket högre än förväntat, " säger Wang.

    Under förbränningsförhållanden, teamet observerade också alkaner som hade genomgått upp till fem sekventiell O 2 tillägg, betydligt högre än de tre tilläggen de observerade tidigare.

    "Dessa resultat berikar vår förståelse av autooxidationsprocesser och kommer att göra det möjligt för oss att bättre utföra prediktiva simuleringar av förbränningsmotorer och atmosfäriska processer som påverkar luftkvalitet och klimat, " säger Sarathy.

    "Vi arbetar nu med hälsodepartementet, Säkerhet och miljö i KAUST för att bättre förstå atmosfäriska kemiska processer med hjälp av verkliga mätningar." tillägger han. "Med hjälp av data som förvärvats vid den KAUST-baserade övervakningsstationen, vi försöker reda ut komplexa atmosfäriska kemiska processer i den västra regionen av Saudiarabien."

    Studien publiceras i Kommunikationskemi .


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com