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JACS：華南師范殷實(shí)副團(tuán)隊(duì)在氣溶膠表面化學(xué)反應(yīng)機(jī)制研究重要進(jìn)展
來源：華南師范大學(xué) 2022-09-23
導(dǎo)讀：近日，華南師范大學(xué)生物光子學(xué)研究院殷實(shí)副研究員團(tuán)隊(duì)與山東大學(xué)杜林教授團(tuán)隊(duì)、中國科學(xué)院化學(xué)研究所葛茂發(fā)研究員團(tuán)隊(duì)合作，在大氣氣溶膠表面生成有機(jī)硫酸鹽非均相化學(xué)反應(yīng)機(jī)制的理論研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究以“OH基團(tuán)在液相氣溶膠表面的方向?qū)е掠袡C(jī)硫酸鹽生成（OH Group Orientation Leads to Organosulfate Formation at the Liquid Aerosol Surface）”為題，于2022年9月7日在線發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會(huì)期刊》（Journal of the American Chemical Society）雜志。
大氣氣溶膠對(duì)地球輻射平衡、全球氣候變化和人類健康有重要的影響。有機(jī)硫酸鹽已被確定為大氣氣溶膠中含量最豐富的一類有機(jī)硫化合物，約占 PM10中有機(jī)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的5 - 30%，同時(shí)也是外場(chǎng)觀測(cè)研究中常用的二次有機(jī)氣溶膠 (SOA) 標(biāo)記化合物。有機(jī)硫酸鹽的生成與轉(zhuǎn)化是大氣SOA形成的關(guān)鍵過程之一，但由于氣溶膠表界面的復(fù)雜性和研究過程中關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)技術(shù)的限制，有機(jī)硫酸鹽生成的分子水平化學(xué)機(jī)制，尤其是在氣溶膠表界面上的機(jī)制仍然是一個(gè)未解之謎。因此，揭示有機(jī)硫酸鹽形成的潛在機(jī)制，對(duì)有效評(píng)估SOA生成對(duì)區(qū)域特別是污染地區(qū)的環(huán)境和健康效應(yīng)以及對(duì)大氣環(huán)境的科學(xué)研究都有重要意義。殷實(shí)副研究員團(tuán)隊(duì)將量子化學(xué)計(jì)算和Born-Oppenheimer 分子動(dòng)力學(xué)模擬相結(jié)合，研究了大氣典型羥基酸與重要?dú)鈶B(tài)污染物SO3在液相氣溶膠表界面的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)此反應(yīng)是有機(jī)硫酸鹽在氣溶膠表面生成的重要路徑之一。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在空氣-水界面處羥基酸的OH基團(tuán)取向?qū)τ袡C(jī)硫酸鹽的形成具有顯著影響，指向氣相的OH基團(tuán)明顯有利于其形成。并進(jìn)一步提出海洋大氣邊界層和污染地區(qū)有機(jī)硫酸鹽SOA形成的新機(jī)制，為我國復(fù)合大氣污染條件下SOA形成機(jī)制研究提供了新的研究思路和理論指導(dǎo)。該研究成果是殷實(shí)副研究員課題組今年在顆粒物形成與反應(yīng)機(jī)制方面（Chemosphere, 2022, 308, 136109; Atmos. Environ., 2022, 268, 118817）系列工作的進(jìn)展之一。華南師范大學(xué)碩士研究生譚神冬為論文的第一作者，通訊作者是殷實(shí)副研究員、杜林教授和葛茂發(fā)研究員，華南師范大學(xué)為第一完成單位。研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和廣東省自然科學(xué)基金的支持。
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