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供稿、供图：新澳门六合彩直播     编辑：田柳

近日，新澳门六合彩直播 张秀辉教授、宁安副教授与美国宾夕法尼亚大学Joseph S. Francisco教授合作，在气溶胶硝酸盐界面转化生成有机硝酸酯机制方面取得重要进展。相关成果以“Acid-Gated Interfacial Conversion of Aerosol Nitrate to Organic Nitrates Driven by Adsorbed Aldehydes”为题，发表于国际顶级化学期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society，JACS；DOI：10.1021/jacs.6c15204），并入选期刊封面文章（Front Cover）。北京理工大学为第一通讯单位，新澳门六合彩直播 博士研究生刘洋为第一作者。

颗粒态有机硝酸酯（pON）是大气二次有机气溶胶的重要含氮组分，与大气氮循环、臭氧化学及大气氧化性密切相关。长期以来，大气模式主要通过“气相生成有机硝酸酯—随后向颗粒相分配”的路径描述pON的形成，但模拟得到的pON浓度往往明显低于实测浓度。而常与pON共存的无机硝酸盐（NO₃^-）作为气溶胶中主要的无机氮储库，能否直接转化生成pON尚不清楚。

针对上述问题，本研究采用第一性原理分子动力学与元动力学模拟等理论计算方法，从分子尺度揭示了酸门控的界面NO₃^-向pON转化的非均相机制。在酸性环境中，界面吸附的醛类物质经质子化活化后，可直接与气溶胶中的无机硝酸盐反应，在皮秒尺度内生成有机硝酸酯。以甲醛（HCHO）体系为例，引入H₃O⁺后，反应速率常数提高约12个数量级（约万亿倍）。进一步研究表明，该机制对硝酸、硫酸和碘酸等多种大气酸，以及甲醛、乙醛、丙醛和乙二醛等多种羰基化合物均具有较好的适用性，且在低温环境中气-冰界面亦可发生。

图1. 气-液界面上酸驱动的无机硝酸盐向有机硝酸酯转化

图2. 酸和醛共同驱动气-液及气-冰界面无机硝酸盐向有机硝酸酯转化的总体机制

综上，该研究突破了“颗粒态有机硝酸酯源于其气态分子吸附富集”的传统认知，揭示了由酸门控的有机硝酸酯原位生成途径，在气溶胶无机硝酸盐与有机硝酸酯这两个活性氮储库之间建立了直接化学关联。该机制对多种酸、醛及界面环境均具有适用性，表明其在城市、海洋、极地等多种环境中均可能发挥作用。该理论研究为解释大气模式长期低估pON实测浓度的问题提供了新的机制线索，也为完善大气活性氮循环和二次有机气溶胶的模型提供了理论依据。

该工作得到了国家自然科学基金青年科学基金项目（A类、C类）和面上项目的支持。

文章链接：//doi.org/10.1021/jacs.6c15204

附作者简介：

张秀辉，北京理工大学教授，博士生导师，国家自然科学基金青年科学基金项目(A类)获得者。近年来主要从事大气颗粒物形成机制的理论研究工作，在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Proc. Natl. Acad. Sci. USA等发表SCI论文80余篇。以第三完成人获教育部自然科学二等奖、省部级科学技术二等奖和中国兵器集团公司科学技术二等奖。撰写的2项案例入选教育部学位与研究生教育发展中心主题案例，培养的1名博士生获中国颗粒学会优秀博士论文。

（审核：王振华）