Введение к работе
Актуальность темы.
В последние годы общепризнанной является ведущая роль физико-химических процессов в образовании атмосферных, аэрозолей. Зарождение и рост аэрозолей в ходе газофазных химических превращений особенно важны в понимании явлений, происходящих в атмосфере, поскольку аэрозоли влияют на ее климатические свойства.
Теоретические аспекты исследования кинетики зарождения аэрозолей из газовой фазы актуальны для развития теории фазовых превращений, в теплотехнике и других отраслях знаний.
Особый научный и практический интерес вызывает генерация органического аэрозоля под действием света. Это интересное явление пока изучено фрагментарно, не выявлены его общие закономерности.
Кинетике фотонуклеации (ФН) начали уделять должное внимание лишь в последние года, поэтому она недостаточно изучена экспериментально и слабо интерпретируется теоретически. До настоящего времени лишь для самых простых неорганических систем проведено сопоставление экспериментальных данных и модельных расчетов кинетики ФН. Наибольший прогресс достигнут при трактовке эксперимента в рамках коагуляционной модели Смолуховского в режиме свободно-молекулярных столкновений. Такой подход позволяет путем численного моделирования сопоставить теорию процесса с реально регистрируемыми параметрами и оценить скорость образования зародыша-"мономера", своего рода "узкого горла" ФИ. Преимуществом изучения кинетики процесса, сопровождающегося фазовым переходом газ - частица является возможность извлечения константы скорости медленных реакций, ведущих к появлению малолетучих продуктов, на фоне быстропротекаю-ідих газофазных реакций.
Для установления взаимосвязи между инициирующим фотохимичес-
ким актом и последующим откликом в аэрозолеобразовании наиболее важны начальные стадии кинетики ФН. Теоретические соотношения наи-
более критичны для малых кластеров (dOOOA). Однако, в литературе проведено сопоставление теории и эксперимента только для относи-телько больших частиц (d>100A). Процессы образования малых кластеров практичеклі не изучены, поэтому исследование кинетики начальных стадий аэрозолеобразования является актуальным и имеет большое значение для дальнейшего развития теории нуклеации и решения практических задач.
Цель работы заключалась в изучении кинетики фотолиза и фото-нуклеации галоидбензолов. Необходимо было выявить общие закономерности кинетики ФН субмикронных аэрозолей.
В задачи исследования входило:
создание комплексной методики для изучения кинетики ФН в области малых кластеров (d = 2 * 200 нм), отбор и анализ химического состава аэрозольных и газовых продуктов.
изучение общих закономерностей фотохимического аэрозолеобразования галоидбензолов
выяснение возможности количественной оценки скорости генерации мономера в случае протекания в системе сложных химических реакций и определение экспериментальных условий, при которых эти оценки должны быть наиболее надежными.
исследование проявления особенностей газофазных процессов, предшествующих образованию аэрозоля, в кинетике фотонуклеации и выяснению, механизмов этих газофазных реакций.
Научная новизна исследований заключается в следующем:
впервые изучена кинетика ФН в области малых кластеров;
установлены общие закономерности ФН галоидбенс^лов;
на основе подученных экспериментальных данных рассчитаны
скорости генерации продуктов, формирующих аэрозольные частицы;
выявлена роль заместителя - галоида в эффективности ФН;
обнаружено влияние 02 и 03 на кинетику ФН галоидбензолов;
- предложен механизм фотохимического аэрозолеобразования
галоидбензолов.
Практическая значимость. Впервые создана экспериментальная установка, позволяющая изучать ФН субмикронных аэрозолей, а также разработаны и реализованы эффективные алгоритмы численного моделирования фотонуклеации с целью определения скорости образования конденсирующихся продуктов.
Апробация работы и публикации:
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции по фотохимии, Суздаль, 1984 г., Всесоюзном симпозиуме по фотохимическим процессам земной атмосферы. 14-16 окт.,1986; Всесоюзной конференции по трансформации и дальнему переносу газовых и аэрозольных примесей и созданию моделей загрязненности, Вильнюс,1986, Twelth International Conference on Atmospheric Aerosols and Nucleatlon, Austria, 1988, 12th International Symposium on Gas Kinetics, Reading, 1992, Четвертой конференции "Физика и химия элементарных химических процессов в газовой фазе", посвященная памяти ак.В.В.Воеводского, Новосибирск, 1992, Конкурсе фундаментальных работ ИХКиГ, 1991г.(П-е место). Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах.
Структура и объем диссертации.
диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использозанной литературы из ИЗ наименований, что составляет 138 страниц, включая 27 рисунков.
