有机酸在气溶胶上非均相反应过程的研究

本项目研究了大气中典型有机酸的非均相反应过程。建立和完善了可控温拉曼反应池与拉曼光谱仪相结合反应检测系统、DRIFTS原位在线研究系统、旋转湿壁反应器（RWW-Flow Tube）等。利用DRIFTS模拟了不同温度条件下甲酸、乙酸（T=240-298 K）等在颗粒物表面的非均相反应过程，获得反应动力学参数，并推测相关反应机理。通过研究发现低温会促进有机酸盐的生成，并且首次发现低温下产生结晶态的有机酸可与颗粒物发生进一步的固-固反应，结合单颗粒拉曼光谱，能够将颗粒物表面的形貌和化学成分变化相结合，深入研究非均相反应过程中的不同状态。模拟研究了共存气体（SO2）对有机酸（HCOOH）在颗粒物表面（Fe2O3、CaO）非均相反应过程的影响，首次获得SO2和HCOOH在颗粒物表面协同拮抗作用机理，有助于进一步理解二次硫酸盐和有机气溶胶生成的复杂化学过程。此外，利用RWW-Flow Tube系统研究了异戊二烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及三种环氧化合物在H2SO4、以及H2SO4和H2O2混合液态气溶胶溶液表面的反应，获得反应动力学参数，研究反应的产物。利用吸湿串级微分迁移率分析仪（H-TDMA）、拉曼光谱和高速摄像仪，研究了对羟基苯甲酸和腐植酸与(NH4)2SO4混合物的吸湿性、相变及形貌变化。本项目开展了大气典型有机酸非均相的反应动力学、化学转化机制研究，为有机酸的大气损耗提供基础数据，揭示有机酸在气溶胶表面上非均相反应过程对灰霾的形成和变化过程的影响机制，也为进一步研究二次有机气溶胶的非均相形成过程奠定基础，具有重要意义。