Kredit:© Wiley-VCH
Dis bildas när en cocktail av olika gasformiga föroreningar oxideras och bildar partiklar som sprider solljus. Denna process förmedlas huvudsakligen av hydroxylradikaler (OH), och forskare har nu upptäckt en ny väg till deras bildning. Denna nyupptäckta radikalbyggande mekanism kan också erbjuda nya perspektiv för luftrening och energiindustrin, som studien publicerad i Angewandte Chemie visar.
Haze består av fina partiklar som innehåller sot. Det bildas när gasformiga föroreningar, som kommer från industriella utsläpp, fordonsavgaser och andra källor, omvandlas till kondenserbart material. "Denna kondensering accelereras anmärkningsvärt under inverkan av OH-radikaler", säger Joseph S. Francisco från University of Pennsylvania i Philadelphia, USA, som är medförfattare till studien.
De allmänt kända källorna för OH-radikaler, såsom kväveoxid och ozon, förklarar endast delvis de stora dishändelserna som fortsätter att inträffa i displågade regioner som megastäderna i östra och södra Asien.
I ett samarbete har teamen av Hong He vid den kinesiska vetenskapsakademin, Xiao Cheng Zeng vid University of Nebraska-Lincoln, USA, och Francisco nu tittat närmare på den kemiska aktiviteten hos sotpartiklar. Sot kommer från dieselmotorernas avgaser eller sprids genom slash-and-burn-metoder eller skogsbränder. Hittills har dock sotpartiklar som består av oförbränt kol ansetts mer som en sänka av hydroxylradikaler snarare än en källa.
Trots detta visade Francisco och teamets nya experiment att sotpartiklar kan producera OH-radikaler om luft och vattenånga blåses över partiklarna samtidigt som de bestrålas med ljus.
Det förväntades dock att hydroxylämnen som bildas i denna process inte skulle lämna ytan av sotet och snabbt reagera igen. Energiberäkningar visade dock att hydroxylen uppvisade "roaming-liknande egenskaper", som författarna sa det:de migrerade över ytan och lämnade den till slut.
Resultaten av deras studie ledde laget till slutsatsen att sotpartiklar spelar en aktiv roll i smogbildning. Men forskarna slutar inte där:eftersom det verkar som att ljusstrålning är tillräckligt för att sönderdela vattenmolekyler till radikaler, kan detta material potentiellt användas för att utveckla metallfria karbokatalysatorer. Sådana sotbaserade katalysatorer kan antingen hjälpa till att rena luften från föroreningar som kväveoxid och flyktiga organiska föreningar (VOC), eller så kan de användas för att generera kemisk energi från ljusenergi. Detta kan bana väg för en miljövänlig form av artificiell fotosyntes. + Utforska vidare
