【中国科学报】大气中一氧化二氯形成机理研究获进展

近日，广东工业大学教授安太成团队与美国宾夕法尼亚大学教授Joseph S. Francisco团队合作，在大气中一氧化二氯形成机理研究方面取得重要进展。相关成果发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。

论文第一作者、广东工业大学副教授张维娜表示，地平流层中氯自由基加速臭氧层破坏，与臭氧层空洞形成密不可分。另外，对流层中氯自由基具有极强的氧化性，能够快速氧化对流层中碳氢类有机污染物，从而影响大气中羟基自由基、过氧自由基和烷氧自由基的浓度，最终对对流层的大气氧化性、冬季二次污染物生成和人类生态系统的健康保护均具有非常重要影响。大气一氧化二氯是氯自由基的重要来源。

液相/冰冻层空气-水界面上次氯酸自反应生成一氧化二氯的机制。研究团队供图

研究团队利用从头算分子动力学计算方法，系统揭示了在液相/冰冻层空气-水界面上次氯酸自反应生成一氧化二氯的过程。研究发现，与气相中次氯酸一步自反应即可生成一氧化二氯的机制不同，液相/冰冻层空气-水界面上的一氧化二氯生成涉及两个基元反应：一个是次氯酸脱质子化反应，产生次氯酸根离子；另一个是次氯酸与次氯酸根离子发生提取氯的反应，生成一氧化二氯。

该研究还发现在引入水、硝酸，碱如氨、甲胺和二甲胺等作为催化剂后，次氯酸的决速步反应步骤被明显加快，因此导致一氧化二氯的生成速率也得到显著提高。特别是在碱催化条件下，一氧化二氯的生成效率较其他条件具有大幅提升。由此研究表明：在极地平流层和低层对流层大气中，次氯酸在液相/冰冻层空气-水界面上的自反应是大气中一氧化二氯的一个潜在来源。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.4c11337

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