Formación Mejorada de Sulfato a Partir de la Oxidación de SO en Fase Gaseosa en Entornos sin Radicales -OH
Autores: Lv, Xiaofan; Lily, Makroni; Tasheh, Stanley Numbonui; Ghogomu, Julius Numbonui; Du, Lin; Tsona Tchinda, Narcisse
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Investigación
Formación de partículas atmosféricas
Niveles de sulfato
Mecanismos de oxidación
Contaminante alkanolamina
Formación de aerosoles a base de sulfato
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Investigaciones recientes sobre la formación de partículas atmosféricas han mostrado discrepancias sustanciales entre los niveles de sulfato atmosférico observados y modelados. Esto se debe a que los modelos consideran principalmente el sulfato que se origina de la oxidación por radicales -OH en mecanismos catalizados por la radiación solar, mientras que ignoran otras vías de oxidación no radical que alterarían sustancialmente los niveles de sulfato atmosférico. En este trabajo, utilizamos cálculos químicos cuánticos de alto nivel basados en la teoría del funcional de densidad y la teoría de clústeres acoplados para mostrar que la monoetanolamina (MEA), un contaminante típico de alkanolamina liberado por la tecnología de captura, puede facilitar la conversión de la atmósfera a sulfato en un mecanismo de oxidación no radical -OH. El proceso inicial es la hidrólisis inducida por MEA que lleva a la formación de -. Esta última entidad es luego oxidada por ozono () y dióxido de nitrógeno () para formar -, que es una entidad estabilizadora identificada en la formación de aerosoles a base de sulfato. Los resultados muestran que la reacción - con es cinética y termodinámicamente más factible que la reacción con . La presencia de una molécula de agua adicional promueve aún más la reacción - con , que ocurre en un proceso sin barreras, mientras que en cambio favorece la formación de HONO en la reacción con . La vía investigada destaca el papel potencial que las alkanolaminas pueden desempeñar en la oxidación a sulfato, especialmente en condiciones que no son favorables para la producción de -OH, proporcionando así una fuente alternativa de sulfato para la modelización de aerosoles. El mecanismo estudiado no solo es relevante para la formación de sulfato y puede competir efectivamente con reacciones con dióxido de azufre y radicales hidroxilo en condiciones de alta contaminación y alta humedad, como eventos de neblina, sino que también es una vía importante en los procesos de eliminación de MEA.
Descripción
Investigaciones recientes sobre la formación de partículas atmosféricas han mostrado discrepancias sustanciales entre los niveles de sulfato atmosférico observados y modelados. Esto se debe a que los modelos consideran principalmente el sulfato que se origina de la oxidación por radicales -OH en mecanismos catalizados por la radiación solar, mientras que ignoran otras vías de oxidación no radical que alterarían sustancialmente los niveles de sulfato atmosférico. En este trabajo, utilizamos cálculos químicos cuánticos de alto nivel basados en la teoría del funcional de densidad y la teoría de clústeres acoplados para mostrar que la monoetanolamina (MEA), un contaminante típico de alkanolamina liberado por la tecnología de captura, puede facilitar la conversión de la atmósfera a sulfato en un mecanismo de oxidación no radical -OH. El proceso inicial es la hidrólisis inducida por MEA que lleva a la formación de -. Esta última entidad es luego oxidada por ozono () y dióxido de nitrógeno () para formar -, que es una entidad estabilizadora identificada en la formación de aerosoles a base de sulfato. Los resultados muestran que la reacción - con es cinética y termodinámicamente más factible que la reacción con . La presencia de una molécula de agua adicional promueve aún más la reacción - con , que ocurre en un proceso sin barreras, mientras que en cambio favorece la formación de HONO en la reacción con . La vía investigada destaca el papel potencial que las alkanolaminas pueden desempeñar en la oxidación a sulfato, especialmente en condiciones que no son favorables para la producción de -OH, proporcionando así una fuente alternativa de sulfato para la modelización de aerosoles. El mecanismo estudiado no solo es relevante para la formación de sulfato y puede competir efectivamente con reacciones con dióxido de azufre y radicales hidroxilo en condiciones de alta contaminación y alta humedad, como eventos de neblina, sino que también es una vía importante en los procesos de eliminación de MEA.