陜西
二次有機氣溶膠（SOA）對我國典型城市重霾期間PM2.5質量濃度貢獻顯著。芳香烴作為SOA形成的重要前體物之一，其在總揮發性有機化合物（TVOCs）中的占比通常為20%-30%，在部分城市大氣環境中占比可高達60%。因此，系統闡明芳香烴的氧化反應機制，不僅有助于深化對SOA生成路徑的科學認知，而且對制定精準的大氣污染防治策略具有重要的理論價值和現實意義。
近期，中國科學院地球環境研究所黃宇團隊以苯乙烯為研究對象，采用量子化學計算方法詳細地研究了其多代氧化反應機理。研究結果顯示，（1）一代OH自由基氧化反應主要發生在乙烯基的末端碳原子上，生成的一代產物主要包括氫過氧化物ROOH、有機硝酸鹽RONO2和苯甲醛C7H6O（圖1）；（2）二代OH自由基氧化反應主要進行鄰位加成反應，經一系列分解反應生成多官能團化合物；（3）三代OH自由基氧化反應主要進行加成反應，經多步氧化反應轉化為多官能團氫過氧化物和有機硝酸鹽，產率分別為26.3%和2.6%；（4）多官能團化合物的揮發性隨著OH自由基氧化步數的增加而顯著降低（圖2），最終轉為極低揮發性有機物，參與新粒子的生成和生長。本研究深化了芳香烴大氣化學反應機制的傳統認識，對提高模式預測的精確度、準確評估人為源排放對SOA生成的貢獻具有重要意義。
該成果近期發表于Atmospheric Chemistry and Physics期刊上。中國科學院地球環境研究所陳龍副研究員為第一作者，黃宇研究員為通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金(42175134)經費資助。
文章鏈接：
https://doi.org/10.5194/acp-26-4823-2026
圖1. 在M06-2X/6-311++G(3df,3pd)//M06-2X/6-31+g(d,p)水平上一代OH自由基氧化苯乙烯反應勢能剖面圖
圖2. 苯乙烯多代氧化產物的分子結構和揮發性分類
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