pH依赖的液相棕碳生成：速率常数及其对太阳吸收和大气光化学的影响数据集（2022年）

α-二羰基化合物与胺或铵的液相反应被认为是二次棕色碳 (BrC) 的重要来源。然而，这一BrC生成的反应动力学和pH的影响仍然不太清楚。本论文研究了在不同 pH 值下α-二羰基化合物 (乙二醛和甲基乙二醛) 与铵、氨基酸或烷基胺在本体溶液中发生液相反应形成BrC的动力学。研究结果表明，基于300至500 nm之间的光吸收，pH 参数化的BrC生成速率常数 kII BrC(m-1∙[M]-2∙s-1)：与乙二醛的反应为log10(kII BrC) = (1.0±0.1)×pH－(7.4±1.0)，与甲基乙二醛的反应为log10(kII BrC) = (1.0±0.1)×pH－(6.3±0.9)。接近1.0的线性斜率表明BrC的生成受氮亲核加成途径控制。因此，反应生成BrC的吸光效率随pH的上升而指数增加。在较高pH值（≥6.5）下，甲基乙二醛反应生成的BrC具有与生物质燃烧或煤燃烧产生的BrC相当的光学特性，被归类为“弱”吸收BrC，而在较低pH值（<6.0）下与甲基乙二醛反应或与乙二醛反应（pH 5.0-7.0）产生的BrC则属于“非常弱”吸收的 BrC。BrC的pH依赖性特性显著影响了所生成的BrC的太阳吸收能力，从而影响了大气光化学过程，例如，在pH值为7.0时生成的BrC吸收的太阳能是pH 值为5.0时的14-16倍，这反过来可能导致O3和NO2的光解速率常数降低1个数量级。