Atmospheric decomposition of cyclic ethers
(2013) FYSK01 20131Department of Physics
- Abstract
- Renewable alternatives to fossil fuels are of importance nowadays since the use of fossil fuels is considered to stand for the largest contribution to global warming. In recent years, a group of cyclic ethers called furans have been proposed as potential renewable fuels. To enable evaluation of the usefulness of these compounds as fuels, it is important to understand their atmospheric chemistry since emission of fuel and its reaction products to the atmosphere is inevitable. The aim of this project is to investigate the environmental impact of the saturated compound tetrahydrofuran by determining its breakdown products and their approximate lifetimes. The study is made by analyzing experimental data for the photoreaction of tetrahydrofuran... (More)
- Renewable alternatives to fossil fuels are of importance nowadays since the use of fossil fuels is considered to stand for the largest contribution to global warming. In recent years, a group of cyclic ethers called furans have been proposed as potential renewable fuels. To enable evaluation of the usefulness of these compounds as fuels, it is important to understand their atmospheric chemistry since emission of fuel and its reaction products to the atmosphere is inevitable. The aim of this project is to investigate the environmental impact of the saturated compound tetrahydrofuran by determining its breakdown products and their approximate lifetimes. The study is made by analyzing experimental data for the photoreaction of tetrahydrofuran with the atmospheric oxidant Cl in a N2/O2 mixture and in pure N2, respectively. The experimental data consist of sets of infrared spectra taken continuously during the reaction. Identification of products was made by comparing reference spectra of the products with the experimental spectra. Products identified in the N2/O2 experiment were butyrolactone, propyl formate, succinaldehyde, propionaldehyde, succinic anhydride, propionic acid, formic acid, hydrogen chloride, carbon monoxide and carbon dioxide. The product studies in the N2 experiment were more speculative due to the absence of high-resolution reference spectra. However, it is likely that a major part of the products are chlorinated molecules. Further work is necessary to determine the complete product distribution and reaction mechanisms. (Less)
- Abstract (Swedish)
- Ida Mexnell
Ett biobränsles påverkan på luftmiljön
Användningen av fossila bränslen anses i dagsläget vara den enskilt största orsaken till den globala uppvärmningen, vilket beror på dess bidrag till ökningen av växthusgaser i atmosfären. Med hopp om att kunna bromsa den uppvärmande trenden pågår forskning för att ta fram alternativa bränslen som ska vara mer skonsamma mot miljön och inte bidra till den globala uppvärmningen. Men innan ett nytt bränsle införs måste hela miljöaspekten tas hänsyn till. Att bränslet och dess utsläpp påverkar atmosfärens sammansättning är oundvikligt så undersökningar i hur, och i vilken utsträckning, är nödvändigt. Ett bränsle som reagerar snabbt med luftens molekyler kommer framför allt påverka... (More) - Ida Mexnell
Ett biobränsles påverkan på luftmiljön
Användningen av fossila bränslen anses i dagsläget vara den enskilt största orsaken till den globala uppvärmningen, vilket beror på dess bidrag till ökningen av växthusgaser i atmosfären. Med hopp om att kunna bromsa den uppvärmande trenden pågår forskning för att ta fram alternativa bränslen som ska vara mer skonsamma mot miljön och inte bidra till den globala uppvärmningen. Men innan ett nytt bränsle införs måste hela miljöaspekten tas hänsyn till. Att bränslet och dess utsläpp påverkar atmosfärens sammansättning är oundvikligt så undersökningar i hur, och i vilken utsträckning, är nödvändigt. Ett bränsle som reagerar snabbt med luftens molekyler kommer framför allt påverka luftmiljön nära utsläppskällan medan ett bränsle som reagerar långsamt kan hinna transporteras längre sträckor. Vilka ämnen som bildas vid nedbrytning av bränslet är också intressant för att utreda såväl miljö- som hälsopåverkan.
Alternativa bränslen som föreslagits på senare tid är gruppen furaner. Dessa är en grupp cykliska etrar bestående av fyra kolatomer och en syreatom sammankopplade i en ringstruktur. I detta projekt undersöks en variant av furan som kallas tetrahydrofuran. Experiment har tidigare utförts där tetrahydrofuran har reagerats med klor i dels en blandning av kvävgas (79 %) och syrgas (21 %) och dels ren kvävgas. Klorreaktioner är framför allt av intresse i industriella- och marina områden där klorkoncentrationen ofta är hög. I detta projekt analyseras det experimentella resultatet med hjälp av datorprogram och bestämning av vilka produkter som bildas vid reaktionen görs. Tetrahydrofuran visar hög reaktivitet och bildar produkter såsom väteklorid (HCl), myrsyra (HCOOH), formaldehyd (H2CO), kolmonoxid (CO) och koldioxid (CO2). Trots att alla produkter i nedbrytningen av tetrahydrofuran inte identifierats i projektet har produktstudierna kommit en bra bit på väg och underlättar för framtida forskning inom området.
Handledare: Elna Heimdal Nilsson
Examensarbete 15 hp, VT 2013
Fysiska Institutionen, Lunds Universitet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/3910297
- author
- Mexnell, Ida LU
- supervisor
- organization
- course
- FYSK01 20131
- year
- 2013
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- keywords
- Atmospheric chemistry, environmental issues, bio fuels, furans
- language
- English
- id
- 3910297
- date added to LUP
- 2013-07-04 13:07:24
- date last changed
- 2013-07-04 13:07:24
@misc{3910297,
abstract = {{Renewable alternatives to fossil fuels are of importance nowadays since the use of fossil fuels is considered to stand for the largest contribution to global warming. In recent years, a group of cyclic ethers called furans have been proposed as potential renewable fuels. To enable evaluation of the usefulness of these compounds as fuels, it is important to understand their atmospheric chemistry since emission of fuel and its reaction products to the atmosphere is inevitable. The aim of this project is to investigate the environmental impact of the saturated compound tetrahydrofuran by determining its breakdown products and their approximate lifetimes. The study is made by analyzing experimental data for the photoreaction of tetrahydrofuran with the atmospheric oxidant Cl in a N2/O2 mixture and in pure N2, respectively. The experimental data consist of sets of infrared spectra taken continuously during the reaction. Identification of products was made by comparing reference spectra of the products with the experimental spectra. Products identified in the N2/O2 experiment were butyrolactone, propyl formate, succinaldehyde, propionaldehyde, succinic anhydride, propionic acid, formic acid, hydrogen chloride, carbon monoxide and carbon dioxide. The product studies in the N2 experiment were more speculative due to the absence of high-resolution reference spectra. However, it is likely that a major part of the products are chlorinated molecules. Further work is necessary to determine the complete product distribution and reaction mechanisms.}},
author = {{Mexnell, Ida}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Atmospheric decomposition of cyclic ethers}},
year = {{2013}},
}