四乙基愈创木酚液相·OH氧化SOA产率及特征分析:初始浓度的影响

作者：庄雨; 陈彦彤; 李旭东; 马帅帅; 赵竹子; 叶招莲^*; 盖鑫磊^*

来源：环境科学, 2020, 41(01): 146-154.

DOI：10.13227/j.hjkx.201906167

• 四乙基愈创木酚
• 液相二次有机气溶胶(aqSOA)
• 黑炭-气溶胶质谱(SP-AMS)
• 产率
• 吸光特性

液相化学过程作为二次有机气溶胶(SOA)形成的一种必不可少的途径,引起了学界对大气化学的广泛关注.由于其反应复杂性,反应机制、产物特性及对SOA质量的贡献还没有完全理解.本文选择四乙基愈创木酚(4-ethylguaiacol,EG)为前体物,系统地研究了初始浓度(0.03、0.3和3 mmol·L-1)的EG液相·OH氧化形成的液相二次有机气溶胶(aqSOA)特性的影响.用黑炭-气溶胶质谱(SP-AMS)测定aqSOA产率和氧化特性,气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)、离子色谱(IC)测定产物和低分子有机酸.紫外分光光度计(UV-vis)和高效液相色谱测定了类腐殖质(HULIS)等表征光吸光产物的形成.结果表明,不同初始浓度(mmol·L-1)下aqSOA的O/C都表现为随着反应时间延长而升高,分别在0.42～0.61(0.03 mmol·L-1)、0.49～0.84(0.3 mmol·L-1)和0.49～0.63(3 mmol·L-1)之间变化.SP-AMS测定aqSOA组分发现高初始浓度时二聚体(C16H18O2+,m/z302)量明显高,说明高浓度下更容易发生聚合反应.UV-vis分析表明,随光氧化反应的进行,250 nm处吸光明显增强,可能是由于250 nm处新的吸光性产物生成所致.反应过程中生成的HULIS浓度不断升高,与UV-vis测定的300～400 nm区域内吸光度增强结论一致,说明水相反应形成了棕色碳.IC检测到产物中含有小分子有机酸:甲酸、乙醇酸和草酸其中甲酸浓度最高.GC/MS检测到aqSOA中含酮、单聚体和二聚体等,说明发生了官能团化和聚合化过程.

• 单位
  环境科学与工程学院; 江苏理工学院; 南京信息工程大学