科學島團隊在過氧自由基自反應動力學研究方面取得新進展
近日，中科院合肥物質(zhì)院安徽光機所張為俊研究員團隊在大氣過氧自由基自反應研究方面取得新進展，相關論文以《真空紫外光電離質(zhì)譜結合理論計算研究過氧自由基自反應的二聚體產(chǎn)物：C
2H
5OOC
2H
5》為題發(fā)表在學術期刊International Journal of Molecular Sciences 上。
有機過氧自由基（RO2）是大氣揮發(fā)性有機化合物（VOCs）降解反應中的重要中間體，在大氣復合污染形成過程中扮演著關鍵角色。RO2不僅參與大氣中自由基的鏈循環(huán)反應，影響大氣氧化性，還控制著臭氧和二次有機氣溶膠（SOA）等二次污染物的形成。其中，在低NOx條件下，過氧自由基主要與HO2自由基、以及自身發(fā)生化學反應，其產(chǎn)物往往具有低的揮發(fā)性容易進入到顆粒相中。但是相關的雙自由基反應復雜，在實驗和理論研究方面極具挑戰(zhàn)。
近日，團隊唐小鋒研究員和林曉曉副研究員等與法國里爾大學開展國際合作，面向大氣中常見的小質(zhì)量RO2（C1-C4），以真空紫外放電燈和瑞士同步輻射光源（SLS）作為電離源，采用微波放電流動管反應器和激光光解反應器，結合光電離質(zhì)譜儀器系統(tǒng)開展了乙基過氧自由基（C2H5O2）的自反應研究，首次通過質(zhì)譜在線測得乙基過氧自由基自反應過程生成的二聚體產(chǎn)物ROOR（C2H5OOC2H5）。
研究人員實驗研究了C2H5O2自反應動力學，獲得了通道分支比關鍵參數(shù)，并結合理論計算驗證ROOR產(chǎn)物通道的反應機制。此外，通過測量同步輻射光電離效率譜，確定了C2H5OOC2H5的絕熱電離能為8.75 ± 0.05 eV，結合Franck-Condon因子模擬計算，揭示其分子離子結構。該研究為直接測量ROOR提供新的思路，并證明了ROOR產(chǎn)物通道在小質(zhì)量RO2自反應中不可忽略。
本文研究工作得到了國家自然科學基金、中科院國際合作重點項目和合肥大科學中心重點研發(fā)項目課題的經(jīng)費支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.3390/ijms24043731
圖1. 乙基過氧自由基反應光電離質(zhì)譜圖
圖2. 二聚體C2H5OOC2H5的光電離效率譜，紅線為理論結果
