Untersuchungen zur Kinetik von Reaktionen zwischen OH-Radikalen und oxygenierten Kohlenwasserstoffen mittels laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie

Kühn, Christian

• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2022
• eBook-ISBN:
  9783736966307
• ISBN drucken:
  9783736976306
• Auflage: 1

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Reaktionen der Ester Methylformiat (MeFo) und Dimethylcarbonat (DMC) inklusive deuterierter Isotopologe mit Hydroxylradikalen (OH-Radikalen) reaktionskinetisch untersucht. MeFo und DMC werden gegenwärtig als potentielle regenerative Kraftstoffe diskutiert. Die Reaktion der untersuchten Spezies mit den OH-Radikalen zählt zu den wichtigsten Reaktionen dieser Spezies in der Atmosphären- und Verbrennungschemie. Es wurden Experimente mit gepulster Laserphotolyse in Kombination mit laserinduzierter Fluoreszenz unter Bedingungen durchgeführt, welche bei Verbrennungsprozessen und in der Atmosphäre von Relevanz sind. Es wurden die bimolekularen Geschwindigkeitskonstanten und die Arrhenius-Ausdrücke bestimmt und mit Werten aus der Literatur verglichen. Zudem wird der Reaktionsmechanismus unter Einbeziehung quantenchemischer Rechnungen diskutiert. Des Weiteren wurde Formaldehyd als Reaktionsprodukt der Reaktion von Ethylen mit OH-Radikalen laserspektroskopisch untersucht und ein Referenzsystem zur Ausbeutebestimmung von Formaldehyd auf seine Anwendbarkeit getestet. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit können somit einen Beitrag zum Verständnis der chemisch-kinetischen Prozesse bei den untersuchten Reaktionen leisten.

Inhaltsverzeichnis

• Abkürzungsverzeichnis
• Zusammenfassung
• 1 Allgemeine Einleitung
• 2 Theoretische Grundlagen
• 2.1 Photophysikalische Grundlagen
• 2.2 Reaktionskinetische Grundlagen
• 2.3 Kinetischer Isotopeneffekt
• 3 Experimentelle Grundlagen
• 3.1 Erzeugung und Nachweis von OH-Radikalen
• 3.2 Technik der laserinduzierten Fluoreszenz:Apparativer Aufbau
• 3.3 Herstellung der Gasmischungen
• 3.4 Fehlerbetrachtung
• 4 Die Reaktion von Methylformiat(MeFo) mit OH-Radikalen
• 4.1 Einleitung
• 4.2 Experimentelle Durchführung
• 4.3 Auswertung
• 4.4 Ergebnisse und Diskussion
• 4.5 Fazit und Ausblick
• 5 Die Reaktion von Dimethylcarbonat(DMC) mit OH-Radikalen
• 5.1 Einleitung
• 5.2 Experimentelle Durchführung
• 5.3 Auswertung
• 5.4 Ergebnisse und Diskussion
• 5.5 Fazit und Ausblick
• 6 Formaldehyd als Reaktionsprodukt:Bestimmung der Ausbeute in derReaktion von Ethylen mitOH-Radikalen
• 6.1 Einleitung
• 6.2 Detektion von Formaldehyd
• 6.3 Das Referenzsystem Cl2, CH3OH und O2
• 6.4 Intensitäts-Zeit-Profile von Formaldehyd: Einflussder Reaktoreigenschaften
• 6.5 Fazit und Ausblick
• 7 Abschließende Betrachtungen
• A Anhang
• Literaturverzeichnis
• Veröffentlichungen