लाइबनिट्स इंस्टीट्यूट फॉर ट्रोपोस्फेरिक रिसर्च (TROPOS)

लाइबनिट्स इंस्टीट्यूट फॉर ट्रोपोस्फेरिक रिसर्च (TROPOS)

लाइबनिट्स इंस्टीट्यूट फॉर ट्रोपोस्फेरिक रिसर्च (TROPOS).दहन इंजनों और शहरी ट्रेस गैसों के एक महत्वपूर्ण वर्ग के लिए ईंधन का एक महत्वपूर्ण घटक अल्कनेस, पहले सोचा के मुकाबले अन्य प्रतिक्रिया मार्गों के माध्यम से प्रतिक्रिया करता है। इन hydrocarbon, जिन्हें पहले parrafinकहा जाता था.

इस प्रकार अत्यधिक oxygen युक्त यौगिकों का उत्पादन करते हैं जो कार्बनिक एरोसोल और इस प्रकार शहरों में वायु प्रदूषण में योगदान कर सकते हैं। एक अंतर्राष्ट्रीय शोध टीम अब लीपज़िग में हेलसिंकी विश्वविद्यालय और अत्याधुनिक इंस्टीट्यूट फॉर ट्रोपोस्फ़ेरिक रिसर्च (TROPOS) में अत्याधुनिक माप प्रौद्योगिकी के साथ प्रयोगशाला प्रयोगों के माध्यम से यह साबित करने में सक्षम हो गई है।

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इस अंतःविषय कार्य के परिणाम दहन इंजन और वायुमंडल दोनों में ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं – इंजन की दक्षता के लिए प्रत्यक्ष प्रभाव और एरोसोल के गठन के साथ, विशेष रूप से शहरों में, अनुसंधान टीम जर्नल में लिखती है संचार रसायन विज्ञान, एक खुला स्प्रिंगर-नेचर प्रकाशन समूह द्वारा प्रकाशित अतिरिक्त पत्रिका।

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ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं वायुमंडल और दहन दोनों में एक प्रमुख भूमिका निभाती हैं। ऑटॉक्सिडेशन नामक एक चेन रिएक्शन को उच्च इंजन तापमान द्वारा सक्षम किया जाता है। लेकिन यह वायुमंडल में अत्यधिक ऑक्सीजन युक्त यौगिकों के एक महत्वपूर्ण स्रोत के रूप में भी काम करता है जो कार्बनिक एरोसोल बनाते हैं, जैसा कि फिनलैंड, जर्मनी और संयुक्त राज्य अमेरिका के शोधकर्ताओं ने 2014 में प्रदर्शित किया था। ऑटॉक्सिडेशन हवा से ऑक्सीजन द्वारा कार्बनिक यौगिकों की उम्र बढ़ने की प्रक्रियाओं का एक कारण है। । यह भोजन और शराब के खराब होने में योगदान देता है।

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यह चेन रिएक्शन पेरोक्सी रैडिकल्स (RO2) के बनने से शुरू होता है। इस तरह के मल्टीस्टेप ऑटॉक्सिडेशन से गुजरने के लिए कार्बनिक यौगिकों की प्रवृत्ति इंजनों में ईंधन के प्रज्वलन के समय को निर्धारित करती है और दूसरी ओर, वायुमंडल में कम वाष्पशील संघनन वाष्प और इसके परिणामस्वरूप जैविक बायोसोल के गठन की क्षमता। मल्टीस्टेप ऑटॉक्सिडेशन किस हद तक होता है यह कार्बनिक यौगिकों की आणविक संरचना और प्रतिक्रिया की स्थितियों पर निर्भर करता है। पेरोक्सी रैडिकल्स के विभिन्न प्रतिक्रिया मार्गों का निर्धारण, जो सभी ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में महत्वपूर्ण मध्यवर्ती हैं, विभिन्न प्रतिक्रियाproductsऔर उनके प्रमुख गुणों के गठन के लिए important हैं, जो अंततः human health और जलवायु दोनों को प्रभावित कर सकते हैं।

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चूंकि पेरोक्सी रेडिकल बहुत प्रतिक्रियाशील होते हैं, इसलिए उनकी रासायनिक प्रतिक्रियाएं बहुत जल्दी होती हैं और व्यक्तिगत प्रतिक्रिया कदम इस प्रकार लंबे समय तक नजरअंदाज किए जाते थे। सात साल पहले अत्यधिक ऑक्सीजन वाले कार्बनिक अणुओं (HOMs) की खोज केवल माप तकनीक में प्रगति के कारण संभव थी। एक विशेष द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर (रासायनिक आयनिकरण – वायुमंडलीय दबाव इंटरफ़ेस – उड़ान का समय (CI-API-TOF) मास स्पेक्ट्रोमीटर), जो बहुत ही अल्पकालिक यौगिकों की निगरानी कर सकता है, का उपयोग अब अल्केन्स के कट्टरपंथी और ऑक्सीकरण उत्पादों को मापने के लिए किया गया था। ।

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TROPOS के डॉ। टॉर्स्टन बर्नड ने कहा, “अब तक, एल्कनेस से एचओएम गठन पर कोई अध्ययन नहीं हुआ है क्योंकि यह माना गया था कि उनकी संरचना ऑटॉक्सिडेशन के प्रतिकूल होगी।” मीथेन, एक महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस, अल्केन्स के समूह से संबंधित है। लेकिन कच्चे तेल और प्राकृतिक गैस से विश्व अर्थव्यवस्था के सबसे महत्वपूर्ण जीवाश्म ईंधन में भी अल्कैन होते हैं: इनमें प्रोपेन, ब्यूटेन, पेंटेन, हेक्सेन, हेप्टेन और ऑक्टेन शामिल हैं। पदार्थों के इस समूह के ऑक्सीकरण व्यवहार के नए निष्कर्ष इसलिए कई क्षेत्रों में बहुत प्रासंगिकता रखते हैं।

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एल्केन ऑटॉक्सिडेशन में एक गहरी अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए, हेलसिंकी में प्रयोगों के अलावा लीपज़िग में ट्रोपोस में फ्री-जेट प्रवाह रिएक्टर में प्रयोग किए गए थे। प्रायोगिक सेट-अप को अनुकूलित किया जाता है ताकि दीवार प्रक्रियाओं द्वारा परिणामों के हस्तक्षेप को बाहर करने के लिए प्रतिक्रिया के दौरान गैसें दीवारों के संपर्क में न आएं। प्रयोगों के दौरान, लगभग सभी प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती, आरओ 2 कट्टरपंथी और उनके प्रतिक्रिया उत्पादों की सीधे निगरानी की जा सकती है। दहन रसायन विज्ञान और वायुमंडलीय रसायन विज्ञान के शोधकर्ताओं का अंतःविषय सहयोग बहुत उपयोगी साबित हुआ, क्योंकि दहन प्रक्रियाओं में अनुरूप प्रक्रियाएं वातावरण में होती हैं, केवल उच्च तापमान पर।

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“इसके परिणामस्वरूप, यह दिखाई दिया कि न केवल आरओ 2 कट्टरपंथियों के आइसोमराइजेशन प्रतिक्रियाओं, बल्कि आरओ रेडिकल्स भी उच्च ऑक्सीकरण वाले उत्पादों के निर्माण के लिए जिम्मेदार हैं। अध्ययन ने अंतिम और शायद आश्चर्यजनक समूह के साथ एल्कनों की पहचान करना संभव बना दिया। कार्बनिक यौगिकों के लिए जिसके लिए ऑटॉक्सिडेशन महत्वपूर्ण है, “टॉरस्टेन बर्नर्ट निष्कर्ष निकालते हैं।

नाइट्रोजन ऑक्साइड की उच्च सांद्रता पर भी, जो अन्यथा जल्दी से ऑटॉक्सिडेशन प्रतिक्रियाओं को समाप्त कर देते हैं, अल्कान स्पष्ट रूप से हवा में अत्यधिक ऑक्सीकृत यौगिकों की काफी मात्रा में उत्पादन करते हैं। नए निष्कर्ष ऑटोकॉइडेशन प्रक्रियाओं की गहरी समझ के लिए अनुमति देते हैं और आरओ रेडिकल्स की आइसोमराइजेशन प्रतिक्रियाओं पर आगे की जांच को जन्म देते हैं।

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