质谱与光电子能谱在大气成核机理中的研究与应用

项目名称： 质谱与光电子能谱在大气成核机理中的研究与应用

项目编号： No.21133008

项目类型： 重点项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 黄伟

作者单位： 中国科学院合肥物质科学研究院

项目金额： 300万元

中文摘要： 大气中新粒子的形成有三个主要阶段，其中最关键的第一阶段是形成小于3 nm的分子团簇，即生成临界核的成核的阶段。虽然大气成核理论已经发展了几十年，但对控制大气中新粒子产生的成核现象的分子特性与机制还没有一个清晰的、深刻的理解。目前世界上尚未有有效的手段测量小于 3 nm 大气团簇的尺寸和其化学组成。我们将采用质谱和光电子能谱方法，结合量子化学计算，从实验上和理论两个方面来研究临界核的结构，尺寸，化学组成，生成自由能，动力学属性，生成速率，极性偏好等。大气压力接口的质谱将主要用于外场、实验室测量和烟雾腔实验。质谱后端的光电子能谱仪能够准确测量从单个分子到临界核大小范围内分子团簇的光电子能谱。结合高精度量子化学计算，能够得到这些分子团簇的几何结构（从而得到其尺寸大小），化学组成等。本项研究对于从分子的层次解决大气成核问题如成核路径等至关重要，将大大改进现有气候预测和环境污染预测模型的精度。

中文关键词： 光电子能谱；红外谱；成核机理；大气气溶胶；团簇动力学

英文摘要：

英文关键词： Photoelectron spectroscopy；Infrared spectrum；Nucleation mechanism；atmospheric aerosol；Cluster dynamics