大气中硫酸氢铵形成机理有新解

(记者杨)近日，中国科技大学曾教授和美国化学学会前会长约瑟夫·弗朗西斯科院士通过第一性原理分子动力学模拟研究，发现了大气中硫酸氢铵全新的形成机理。2月17日，该结果发表在《美国化学学会杂志》上，并被美国化学学会的《化学与工程新闻》选为科学焦点。

铵盐——由氨与酸反应生成的铵离子和酸根离子组成的离子化合物，如硫酸铵(硫酸氢铵的后续产品)，是PM2.5烟雾颗粒的重要成分。对于大气中硫酸铵的形成，传统观点认为三氧化硫首先与水反应生成硫酸，然后再与氨反应生成硫酸铵。

在最新的研究中，曾程潇和弗朗西斯科团队首次发现氨气可以直接参与三氧化硫和水的反应。在模拟实验中，他们直接观察到水簇中氨分子和三氧化硫分子自发反应生成硫酸氢铵。通过进一步的研究，他们确认了反应路径，并发现三分子水簇中第三个水分子的存在有利于形成环状结构，这可以将反应能垒(化学反应过程中必须超过的能量，如栅栏中的栅栏高度)降低到接近零，从而大大提高了大气水簇中硫酸氢铵的形成速度。他们还在纳米水滴表面观察到了同样的反应机制。

这一反应机理的发现表明，氨可以直接参与并加速大气中硫酸氢铵和硫酸铵的形成，从而在大气中烟雾颗粒的形成中发挥重要作用。

中国科学新闻(2016-02-22，第一版集锦)