二次有机气溶胶（SOA）的形成机制是大气环境领域的研究热点，其中含氮有机物（NOC）是SOA的重要的组分，研究NOC在大气复合污染过程的生成机理可为治理区域性灰霾污染提供理论支撑。

2022年7月12日，我院何翔副教授在环境科学1区期刊Environmental Science: Nano上发表题为“Heterogeneous reaction of toluene/NO₂/O₃ on α-Fe₂O₃ nanoparticles: the impacts of O₃, light illumination, and relative humidity on the formation of N-containing organic compounds (NOC)”的研究论文，并荣登该期刊当期封面文章。

该研究采用漫反射红外傅里叶变换光谱原位在线模拟常见痕量气体甲苯/二氧化氮/臭氧在α-Fe₂O₃纳米颗粒物表面非均相反应过程。结果表明，臭氧的加入可以促进甲苯/二氧化氮反应生成NOC，其中产生更多的活性物质氧化甲苯自由基，进而在颗粒物表面形成硝酸苄酯。此外，光照条件可以增强甲苯向NOC的非均相转化，这可能是由于具有光活性的α-Fe₂O₃和中间产物相互作用产生的激发效果。而在高相对湿度下不利于NOC的形成，因为水汽的增多会对颗粒物表面的反应位点产生竞争作用，减少低聚物的形成。

图1  C₇H₈/NO₂/O₃与α-Fe₂O₃纳米颗粒物表面非均相反应在黑暗（左）光照（右）条件下随时间变化的红外光谱图

图2  左：该文荣登Environmental Science: Nano当期封面文章；右：反应机理图

该研究揭示了臭氧、光照和相对湿度在生成NOC过程中的重要机制，有助于理解臭氧在非均相反应过程的氧化作用，明确昼夜之间大气颗粒组成的复杂性，并能为干旱区灰霾爆发性增长提供理论向导。

    文章DOI：https://doi.org/10.1039/D2EN00426G