涉及含碘物种的海洋气溶胶形成显着影响全球气候和辐射平衡。尽管最近的研究概述了氧化碘在成核过程中的关键作用,但对其对气溶胶生长的贡献知之甚少。
近日,北京理工大学Xiuhui Zhang,中国科学院生态环境研究中心贺泓院士,宾夕法尼亚大学Joseph S. Francisco提供了分子水平的证据,表明I2O4的空气-水界面反应由强效大气化学物质介导,例如硫酸(H2SO4)和胺[例如,二甲胺(DMA)和三甲胺(TMA)],可以在空气中快速发生Born-Oppenheimer分子动力学模拟的皮秒时间尺度。
文章要点
1)界面水桥接反应物,同时促进DMA介导的质子转移并稳定H2SO4参与反应的离子产物。已确定的异质机制表现出对气溶胶生长的双重贡献:(i)反应吸附形成的离子产物(例如IO3-、DMAH+、TMAH+和HSO4-)具有比反应物更小的挥发性,以及(ii)这些离子,例如作为烷基铵盐(例如DMAH+),也具有高度亲水性,进一步促进吸湿性生长。
2)这项研究不仅加深了我们对异质碘化学的理解,而且加深了氧化碘对气溶胶生长的影响。此外,这些发现可以弥合实验室中I2O4的丰度与现场收集的气溶胶中I2O4的缺失之间的差距,并为海洋气溶胶中IO3−、HSO4−和DMAH+的缺失来源提供解释。
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An Ning, et al, Chemical Implications of Rapid Reactive Absorption of I2O4 at the Air-Water Interface, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c01862
https://doi.org/10.1021/jacs.3c01862