SO<,2>与铁氧化物复相反应研究

• 作 者: 王晓
• 机 构: 复旦大学
• 出 处: 复旦大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 二硫化碳 二氧化硫 铁氧化物 复相反应 大气污染物 气溶胶 红外光谱

大气中含硫气体是典型的大气污染物，其中二硫化碳(CS2)和羰基硫(OCS)是重要的低价含硫化合物，他们在大气中能被氧化形成二氧化硫(S02)，最终形成硫酸盐气溶胶。硫酸盐气溶胶能改变太阳辐照，直接影响气候，或者作为云凝结核，间接影响气候。大气气溶胶能作为反应界面与大气中的痕量污染气体反应，形成二次气溶胶，影响大气化学组成。研究者发现铁氧化物对S02有显著的催化氧化作用，反应后含铁气溶胶的物理化学性质会发生改变。这些含铁气溶胶最终通过干湿沉降进入海洋，对海洋生态系统产生一定的影响。因此，研究S02与含铁气溶胶的复相化学反应对揭示大气中S02气一固转化过程，考察其对海洋生产力的潜在影响有着重要意义。
本文以长光程傅立叶红外光谱为测定基础的原位观测反应体系，并结合漫反射红外光谱(DRIFTS)、离子色谱(IC)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段，对CS2的光氧化反应以及产物S02与铁氧化物的复相反应进行了研究，主要结论如下：
一，研究了CS，的光氧化过程，反应生成OCS、S02、C02和CO。经过测定该反应表观速率常数为0．0114s～，半衰期为60s。并推测该反应是产生OCS的重要途径之一。
二，研究了SO，与典型铁氧化物的复相反应过程。实验证实了S02在固体表面化学吸附生成S042’和／或S032-的反应机理。论文比较了SO，与不同铁氧化物反应活性的大小，并估算得到在该反应条件下S02与含铁气溶胶的复相反应过程对大气S02的消除和转化有一定的贡献。
三，重点研究了S02与ct-Fe203的复相反应过程。发现S02与tz-Fe203复相反应生成硫酸盐的同时，氧化铁的物理化学性质会发生改变。S02和02的浓度对反应动力学过程有显著影响，并通过H2还原等方法，进一步探讨了反应机制。