Fig. 1. Espectros de masas de fotoionización adquiridos (a) sin O2 y (b) sumando O2 en el tubo de flujo rápido. Crédito:Lin Xiaoxiao
Los átomos de cloro (Cl) son más reactivos en la atmósfera que otros oxidantes. En los últimos años, los investigadores han observado un aumento de las concentraciones de precursores de CI en las zonas del interior. La reacción de oxidación atmosférica provocada por el Cl es cada vez más importante.
La metilacroleína (MACR) es un intermediario clave en la oxidación atmosférica del isopreno biogénico. La oxidación y degradación de MACR juegan un papel esencial en la formación de ozono atmosférico y aerosoles orgánicos secundarios.
Un equipo de investigadores dirigido por el profesor Zhang Weijun de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) de la Academia de Ciencias de China (CAS), investigó recientemente las reacciones de oxidación de MACR iniciadas por Cl bajo óxidos de nitrógeno (NOx ) sin condiciones, mediante el uso de un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo de fotoionización casero complementado con cálculos teóricos.
En este estudio, los investigadores utilizaron un reactor de tubo de flujo de descarga de microondas para investigar la reacción de oxidación de Cl + MACR. Las especies clave, como los radicales intermedios y los productos durante el proceso de oxidación, se detectaron en línea y se confirmaron en los espectros de masas de fotoionización.
Los resultados mostraron que la reacción de MACR con átomos de Cl podría generar el C4 H5 O y C4 H6 Radicales OCl a través de la extracción de hidrógeno y la adición de un átomo de Cl al doble enlace C=C, respectivamente.
Fig. 2. Mecanismos de reacción de la oxidación de MACR iniciada por Cl en condiciones libres de NOx. Crédito:Lin Xiaoxiao
"Esta es la primera vez que el transitorio C4 H5 O y C4 H6 Los radicales OCl se detectan experimentalmente aquí", dijo Lin Xiaoxiao, primer autor del estudio.
El C4 H5 O y C4 H6 Los radicales OCl podrían reaccionar con el oxígeno para producir los correspondientes radicales peroxi C4 H5 OO2 y C4 H6 OClO2 . En condiciones bajas de NOx, estos radicales peroxi realizarían reacciones bimoleculares consigo mismos y con el HO2 radicales.
En combinación con el cálculo teórico, los productos específicos obtenidos pueden identificarse en la espectrometría de masas de fotoionización.
Este trabajo aclara los mecanismos químicos de la oxidación de MACR iniciada por Cl, que es útil para comprender el comportamiento químico de MACR en la atmósfera. Papel esencial de los compuestos bicíclicos con puente de O2 en la formación de aerosoles orgánicos secundarios
