在过去的几年里,每年全球矿物颗粒物的排放量高达1000–3000Tg,约占全球颗粒物总排放量的一半。在中国的北方地区,沙尘天气已经成为具有区域性的气候特征。沙尘的化学组成中丰度最高的两种组分是二氧化硅(SiO2)和三氧化二铝(Al2O3)。由此可见,矿物颗粒物是大气中不可避免的重要成分之一。有研究表明,它可作为活性底物或者反应媒介,从而为挥发性有机污染物(volatile organic compounds,VOCs)提供大气反应场所,进而改变大气化学平衡。众所周知,VOCs是重要的大气污染物之一,能通过人为源或植物源排放到大气中,对人类及生物体具有“三致”作用。因此,VOCs的大气化学反应受到大量的实验和理论研究工作者的关注,然而绝大部分的研究都集中在VOCs大气均相反应的研究,而对于在矿物颗粒物表面的非均相反应研究并不多见。本文选取了SiO2作为矿物颗粒物的代表,系统研究了一系列小分子量脂肪族醛类(C1～C4)与二氧化氮(NO2)的非均相反应机理及动力学,揭示了醛类反应的反应规律,阐释了矿物颗粒物在这些非均相反应中的作用机制。结果表明,SiO2是醛类和NO2的重要汇,相比而言醛类则更容易吸附在矿物颗粒物界面。对于小分子量脂肪族醛类(甲醛、乙醛、丙醛和丁醛)而言,当其吸附到SiO2表面之后,反应的发生机理主要以其氢迁移反应途径为主,形成的主要产物为亚硝酸(HONO)。而HONO则是大气中羟基自由基的主要来源,同时也气溶胶的重要前体物,这说明醛类的非均相反应对于气溶胶的产生具有一定的贡献。与均相反应相比,SiO2的存在加速了甲醛与NO2的反应速率,然而却减小了乙醛、丙醛和丁醛与NO2的反应速率常数,但是均没有改变其反应机理。由此可见,SiO2的存在将加速甲醛与NO2的非均相反应,从而加速气溶胶的生成。但是对于长链脂肪族醛类而言,SiO2将是其良好的捕获剂,随着链长的增加其捕获醛类的能力增强,这说明SiO2的存在将大大降低长链脂肪族醛类的反应活性,从而降低其大气污染的能力。