典型酚类木质素燃烧热解产物的臭氧化过程的理论研究
发布时间：2022-12-24 08:40
生物质燃烧或生物质燃料的使用在给世界新能源发展带来契机的同时,也产生了不容忽视的环境问题。大量的酚类化合物在生物质的燃烧热解过程中产生,燃烧热解的主要成分为木质素。这类芳香族化合物中含有不饱和碳碳双键,促使它们与大气中广泛存在的氧化剂（例如,OH自由基、N03自由基、C1原子、03）发生氧化反应,达到降解的目的。该类化合物经过复杂的大气化学过程,会导致灰霾及二次有机气溶胶（SOA）的形成,这引起了越来越多研究人员的关注。生物质燃烧造成对流层03浓度升高,作为对流层中关键的氧化剂,03在清除对流层污染物方面起到了重要作用。此外,木质素热解产生的酚类化合物不仅会跟随木材烟雾保持在大气气相中,还存在于雾、云滴这样的水相环境中,或者通过冷凝过程附着在生物质燃烧所产生的颗粒物上。考虑到大气沉降、水循环等自然过程,这类化合物还会对水环境造成危害。目前对于木质素热解产物的报道多集中于其大气化学反应过程中的动力学研究,由于实验方法的局限性,很难对其氧化降解过程有深入了解。因此,本文选取了结构较为简单的木质素热解产物,苯甲醚（methoxybenzene,MB）、邻苯二酚（catechol,1,2-DB...
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 生物质燃烧概述
1.1.1 生物质的基本概念及研究背景
1.1.2 生物质燃烧的危害
1.2 大气中的酚类化合物
1.2.1 木质素的基本概念
1.2.2 木材烟雾中的酚类化合物
1.2.3 生物油中的酚类化合物
1.2.4 单体酚类木质素燃烧热解产物的研究背景及现状
1.3 选题思路、主要研究内容及意义
第二章 基本方法与理论
2.1 量子力学体系的发展简述
2.2 密度泛函理论(density functional theory,DFT)
2.3 RRKM (Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus)理论
2.4 定量构效关系(Quantitative Structure Activity Relationship, QSAR)
第三章 苯甲醚(MB)与臭氧的气相反应过程
3.1 引言
3.2 计算的方法
3.2.1 电子结构计算
3.2.2 速率常数的计算
3.3 反应机理
3.3.1 MB与O_3的初始反应
3.3.2 IM7的后续反应
3.3.3 IM8的后续反应
3.3.4 P1的后续反应
3.4 速率常数的计算
3.5 大气影响
3.6 本章小结
第四章 邻苯二酚(1,2-DB)与臭氧在气相、水相的反应过程
4.1 引言
4.2 计算的方法
4.2.1 电子结构计算
4.2.2 速率常数的计算
4.3 反应机理
4.3.1 O_3引发的1,2-DB的初始反应机理
4.3.2 IM8的后续反应
4.3.3 P_2的后续反应
4.3.4 溶剂效应
4.4 1,2-DB初始反应动力学
4.4.1 速率常数计算
4.4.2 分支比
4.5 大气影响
4.6 本章小结
第五章 3-甲基邻苯二酚(3-MC)和4-甲基邻苯二酚(4-MC)在大气气相及水相中的臭氧化反应过程
5.1 引言
5.2 计算方法
5.2.1 电子结构计算
5.2.2 速率常数计算
5.2.3 生态毒性评价
5.3 反应机理研究
5.3.1 POZs的形成和分解
5.3.2 3-IM8的后续反应
5.3.3 P1的进一步反应
5.4 动力学计算
5.4.1 速率常数计算
5.4.2 大气寿命
5.5 甲基邻苯二酚降解过程中水生毒性的演变
5.6 本章小结
第六章 丁香酚(2,6-DMP)和4-甲基愈创木酚(4-MG)在气相、水相及颗粒相的臭氧化过程
6.1 引言
6.2 计算方法
6.2.1 电子结构计算
6.2.2 反应速率计算
6.2.3 生态评价
6.3 福井指数分析
6.4 气相及液相大气中2,6-DMP和4-MG初级臭氧化的反应机理
6.4.1 Criegee中间体的生成
6.4.2 CI2的后续反应
6.4.3 稳定小分子产物的生成
6.5 颗粒相中的2,6-DMP和4-MG的臭氧化反应
6.5.1 2,6-DMP和4-MG在石墨烯上的吸附机理
6.5.2 臭氧引发的2,6-DMP和4-MG在GP上的初级反应
6.6 反应动力学计算
6.7 2,6-DMP和4-MG降解过程中的生态毒性评价
6.8 本章小结
第七章 总结、创新与展望
7.1 总结
7.2 创新之处
7.3 工作展望
参考文献
博士期间成果和所获荣誉
附录
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]VOCs排放、污染以及控制对策[J]. 马超,薛志钢,李树文,陈振兴,马京华,刘妍. 环境工程技术学报. 2012(02)
[2]中国主要秸秆资源数量及其区域分布[J]. 毕于运,王亚静,高春雨. 农机化研究. 2010(03)
博士论文
[1]三倍体毛白杨组分定量表征及均相改性研究[D]. 袁同琦.北京林业大学 2012
本文编号：3725875
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 生物质燃烧概述
1.1.1 生物质的基本概念及研究背景
1.1.2 生物质燃烧的危害
1.2 大气中的酚类化合物
1.2.1 木质素的基本概念
1.2.2 木材烟雾中的酚类化合物
1.2.3 生物油中的酚类化合物
1.2.4 单体酚类木质素燃烧热解产物的研究背景及现状
1.3 选题思路、主要研究内容及意义
第二章 基本方法与理论
2.1 量子力学体系的发展简述
2.2 密度泛函理论(density functional theory,DFT)
2.3 RRKM (Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus)理论
2.4 定量构效关系(Quantitative Structure Activity Relationship, QSAR)
第三章 苯甲醚(MB)与臭氧的气相反应过程
3.1 引言
3.2 计算的方法
3.2.1 电子结构计算
3.2.2 速率常数的计算
3.3 反应机理
3.3.1 MB与O_3的初始反应
3.3.2 IM7的后续反应
3.3.3 IM8的后续反应
3.3.4 P1的后续反应
3.4 速率常数的计算
3.5 大气影响
3.6 本章小结
第四章 邻苯二酚(1,2-DB)与臭氧在气相、水相的反应过程
4.1 引言
4.2 计算的方法
4.2.1 电子结构计算
4.2.2 速率常数的计算
4.3 反应机理
4.3.1 O_3引发的1,2-DB的初始反应机理
4.3.2 IM8的后续反应
4.3.3 P_2的后续反应
4.3.4 溶剂效应
4.4 1,2-DB初始反应动力学
4.4.1 速率常数计算
4.4.2 分支比
4.5 大气影响
4.6 本章小结
第五章 3-甲基邻苯二酚(3-MC)和4-甲基邻苯二酚(4-MC)在大气气相及水相中的臭氧化反应过程
5.1 引言
5.2 计算方法
5.2.1 电子结构计算
5.2.2 速率常数计算
5.2.3 生态毒性评价
5.3 反应机理研究
5.3.1 POZs的形成和分解
5.3.2 3-IM8的后续反应
5.3.3 P1的进一步反应
5.4 动力学计算
5.4.1 速率常数计算
5.4.2 大气寿命
5.5 甲基邻苯二酚降解过程中水生毒性的演变
5.6 本章小结
第六章 丁香酚(2,6-DMP)和4-甲基愈创木酚(4-MG)在气相、水相及颗粒相的臭氧化过程
6.1 引言
6.2 计算方法
6.2.1 电子结构计算
6.2.2 反应速率计算
6.2.3 生态评价
6.3 福井指数分析
6.4 气相及液相大气中2,6-DMP和4-MG初级臭氧化的反应机理
6.4.1 Criegee中间体的生成
6.4.2 CI2的后续反应
6.4.3 稳定小分子产物的生成
6.5 颗粒相中的2,6-DMP和4-MG的臭氧化反应
6.5.1 2,6-DMP和4-MG在石墨烯上的吸附机理
6.5.2 臭氧引发的2,6-DMP和4-MG在GP上的初级反应
6.6 反应动力学计算
6.7 2,6-DMP和4-MG降解过程中的生态毒性评价
6.8 本章小结
第七章 总结、创新与展望
7.1 总结
7.2 创新之处
7.3 工作展望
参考文献
博士期间成果和所获荣誉
附录
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]VOCs排放、污染以及控制对策[J]. 马超,薛志钢,李树文,陈振兴,马京华,刘妍. 环境工程技术学报. 2012(02)
[2]中国主要秸秆资源数量及其区域分布[J]. 毕于运,王亚静,高春雨. 农机化研究. 2010(03)
博士论文
[1]三倍体毛白杨组分定量表征及均相改性研究[D]. 袁同琦.北京林业大学 2012
本文编号：3725875
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3725875.html