Введение в химическую экологию. Часть I. Химия окружающей среды. Хохлова О.Н. - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

46
SO
2
+ H
2
O
2
→ H
2
SO
4
(62)
с образованием серной кислоты.
Фотокатализ и фотосорбция в земной атмосфере
Гетерогенные фотокаталитические реакции и фотосорбция на поверх-
ности твердых аэрозольных частиц в тропосфере вносят заметный вклад в
глобальную химию атмосферы. Фотостимулированные процессы в тропо-
сфере у поверхности Земли, пока мало принимаемые в расчет при обсуж-
дении различных сценариев эволюции атмосферы, могут протекать на по-
верхности пылевых частиц под действием ближнего УФ, видимого и даже
ИК света и играть существенную роль в инициировании многочисленных
важных химических превращений. Основой для такой оценки послужили
хорошо известные параметры атмосферы, позволяющие рассматривать ее
как глобальный фотокаталитический реактор с хорошо известным фоно-
вым распределением как потоков солнечного света, так и содержания фо-
токатализаторов, то есть твердых аэрозольных частиц.
В качестве фотокатализаторов могут выступать катионы многих пере-
ходных металлов (Cu
2+,
Mn
2+
, Fe
2+/3+
), капельки водных аэрозолей с раство-
ренными катионами этих же металлов, твердые аэрозоли, содержащие ок-
сиды: ТiO
2
, Fe
2
O
3
, ZnO, СаО, МgО, находящиеся в частицах песка и сажи,
сульфиды некоторых металлов и многое другое. Эти фотокатализаторы ак-
тивны даже при воздействии относительно мягкого светового излучения, в
том числе кванты видимого света. Для наиболее распространенных в при-
роде оксидов-изоляторов таких, как SiO
2
, Al
2
O
3
, СаО, МgО, при облуче-
нии солнечным светом более типичны процессы фотоадсорбции.
Фотокаталитические реакции компонентов атмосферы можно разде-
лить на две группы:
1) реакции основных компонентов атмосферы, приводящие к образо-
ванию следовых соединений;
2) реакции следовых компонентов, приводящие к их удалению из ат-
мосферы.
Многие из этих реакций были зафиксированы и даже подробно изуче-
ны в лабораториях.
Из ожидаемых фотокаталитических реакций основных компонентов
атмосферы можно выделить следующие процессы:
1. Восстановление азота до аммиака и гидразина
N
2
+ 3H
2
O ®
2
TiO
h
u
2NH
3
+ 3/2О
2
(63)
N
2
+ 2H
2
O ®
2
TiO
h
u
N
2
H
4
+ 3/2О
2
(64) 
                          SO2 + H2O2 → H2SO4                          (62)

с образованием серной кислоты.
    Фотокатализ и фотосорбция в земной атмосфере
    Гетерогенные фотокаталитические реакции и фотосорбция на поверх-
ности твердых аэрозольных частиц в тропосфере вносят заметный вклад в
глобальную химию атмосферы. Фотостимулированные процессы в тропо-
сфере у поверхности Земли, пока мало принимаемые в расчет при обсуж-
дении различных сценариев эволюции атмосферы, могут протекать на по-
верхности пылевых частиц под действием ближнего УФ, видимого и даже
ИК света и играть существенную роль в инициировании многочисленных
важных химических превращений. Основой для такой оценки послужили
хорошо известные параметры атмосферы, позволяющие рассматривать ее
как глобальный фотокаталитический реактор с хорошо известным фоно-
вым распределением как потоков солнечного света, так и содержания фо-
токатализаторов, то есть твердых аэрозольных частиц.
    В качестве фотокатализаторов могут выступать катионы многих пере-
ходных металлов (Cu2+, Mn2+, Fe2+/3+), капельки водных аэрозолей с раство-
ренными катионами этих же металлов, твердые аэрозоли, содержащие ок-
сиды: ТiO2, Fe2O3, ZnO, СаО, МgО, находящиеся в частицах песка и сажи,
сульфиды некоторых металлов и многое другое. Эти фотокатализаторы ак-
тивны даже при воздействии относительно мягкого светового излучения, в
том числе кванты видимого света. Для наиболее распространенных в при-
роде оксидов-изоляторов таких, как SiO2, Al2O3, СаО, МgО, при облуче-
нии солнечным светом более типичны процессы фотоадсорбции.
    Фотокаталитические реакции компонентов атмосферы можно разде-
лить на две группы:
    1) реакции основных компонентов атмосферы, приводящие к образо-
ванию следовых соединений;
    2) реакции следовых компонентов, приводящие к их удалению из ат-
мосферы.
    Многие из этих реакций были зафиксированы и даже подробно изуче-
ны в лабораториях.
    Из ожидаемых фотокаталитических реакций основных компонентов
атмосферы можно выделить следующие процессы:
    1. Восстановление азота до аммиака и гидразина
                                  hu
                     N2 + 3H2O        ® 2NH3 + 3/2О2                  (63)
                                 TiO2

                                  hu
                     N2 + 2H2O        ® N2H4 + 3/2О2                  (64)
                                 TiO2



                                    46

Страницы