大气气溶胶中SO₃^–和HSO₃^–的电子结构和微溶剂化作用研究

作者：陈佳楠; 李志鹏; 蒋延荣; 胡竹斌; 孙海涛; 孙真荣

来源：华东师范大学学报(自然科学版), 2022, (01): 31-42.

DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2022.01.005

• 光电子能谱
• 电子结构
• 密度泛函理论
• 核系综
• 亚硫酸盐

结合阴离子光电子能谱（Negative Ion Photoelectron Spectroscopy, NIPES）实验和量子化学计算,研究了广泛存在于大气气溶胶中的SO3–和HSO3–的电子结构、微溶剂化作用及其稳定化机制.首先,基于高分辨NIPES测得了上述两种阴离子SO3–和HSO3–的垂直电离能(（3.31±0.02）和（3.91±0.02） eV)和绝热电离能(（3.02±0.05）和（3.56±0.05） eV).进一步发现,结合核系综方法和Dyson轨道计算可以很好地模拟实验测得NIPES,而传统基于态密度方法不能很好地反映核振动效应、电离概率和电离过程中的轨道弛豫效应.此外,系统研究了HSO3–·（H2O）_n （n=0～5）体系的微溶剂化效应,结果发现,随着水分子数目的增加,络合体系的稳定性增强,其中静电作用占主导,诱导作用也逐渐发挥重要作用.相信本研究将有利于推动基于硫酸盐的大气气溶胶模型的完善,为有效控制我国雾霾形成提供基础科学依据.

• 单位
  上海纽约大学; 华东师范大学; 山西大学; 精密光谱科学与技术国家重点实验室