李欣炘1, 安国策2, 宋小鸣1, 倪爽1, 白凤杨1, 潘秀梅3, 赵震1, 4
1. 沈阳师范大学化学化工学院,能源与环境催化研究所
2. 中国刑事警察学院刑事科学技术学院
3. 东北师范大学化学学院, 动力电池国家地方联合重点实验室
4. 中国石油大学理学院, 重质油国家重点实验室
LI Xinxin1, AN Guoce2, SONG Xiaoming1, NI Shuang1, BAI Fengyang1, PAN Xiumei3, ZHAO Zhen1,4
1. Shenyang Normal University, School of Chemistry and Chemical Engineering, Institute of Catalysis for Energy and Environment
2. Criminal Investigation Police University of China
3. Northeast Normal University, School of Chemistry, National and Local Joint Key Laboratory of Power Batteries 4. China University of Petroleum, Beijing, College of science, State Key Laboratory of Heavy Oil
摘要: 实验研究表明, 三氧化硫(SO3)和甲酸(HCOOH, FA)可以快速反应形成甲酸硫酸酐(HCOOSO3H, FSA), 相较于公认的成核前驱体硫酸(H2SO4, SA)而言, FSA具有较低的饱和蒸汽压和较多的分子间相互作用位点, 可能对大气新粒子形成(NPF)具有潜在贡献, 然而其成核能力尚不清楚, 本文通过密度泛函理论评估了FSA与大气常见62种物质的成核能力, 并将其与其母体化合物甲酸和典型成核前驱体硫酸的成核潜力进行了对比, 整体评估了FSA对新粒子形成的潜在贡献及大气影响. 结果表明, FSA和大气中的常见单体均可自发形成二聚体, 且在与含胺基的18种物质形成的二聚体团簇内部发生了质子转移, 其中, FSA与单乙醇胺(MEA)二体团簇的ΔG值最负, 表明MEA促进FSA的初始成核能力最强. 其次, 基于形成的最稳定团簇FSA-MEA和FSA的成核前体FA, SA分别与MEA形成的二聚体团簇FA-MEA, SA-MEA探究了团簇的水合作用及吸湿性规律, 发现随着水分子(n=0-6)的增多, 团簇的稳定性增加, 在不同的湿度条件下, 二聚体水合物对湿度的敏感性顺序为SA-MEA>FSA-MEA>FA-MEA. 随着尺寸的增大, 团簇的各向同性平均极化率, 瑞利光散射强度均呈线性增加, 其顺序为FSA-MEA>SA-MEA>FA-MEA, 表明FSA-MEA增强大气气溶胶的消光特性能力强于FA-MEA, SA-MEA, 对大气可见度产生不利的影响.
中图分类号:
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