大气气溶胶中SO_(3)^(-)和HSO_(3)^(-)的电子结构和微溶剂化作用研究

摘要

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SO_(3)^(–)和HSO_(3)^(–)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SO_(3)^(–)和HSO_(3)^(–)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HSO_(3)^(–)·(H_(2)O)_(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.