我国面临严重的大气污染问题,主要表现为大气细粒子(PM2.5)和臭氧(03)污染交替出现。其中,PM2.5引发的一个大气污染现象就是秋冬季节灰霾频发。现有研究表明灰霾形成的关键因素是二次气溶胶的爆发增长,其中硫酸盐快速升高尤其明显,但其形成的化学机制却不完全清楚。研究表明,非均相反应过程是大气中硫酸盐的重要来源。而矿质颗粒物因其表面含有大气痕量气体吸附和转化的活性位点,如金属原子、氧空位、OH基团、缺陷位和吸附水等,可为硫酸盐非均相形成提供反应床;同时矿质颗粒物中的光敏性物质可吸收不同波段的光照,改变硫酸盐形成的过程。因此,研究矿质颗粒物表面的非均相光反应过程对于认识灰霾成因有重要意义。本论文在实验室利用原位漫反射红外光谱(in-situDiffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy,DRIFTS),流动管反应器(Flow Tube Reactor),和离子色谱(Ion Chromatography,IC)等方法系统的研究了矿质氧化物表面S02的非均相反应过程。主要研究结果如下:1、探索了光照对SO2在多种矿质氧化物表面非均相反应的影响,发现紫外光照会影响表面产物的吸附形态和吸附量。暗反应下颗粒物表面主要产物是亚硫酸盐,产物总量较低;在光反应下颗粒物表面则主要生成的是硫酸盐,产物总量增多。2、分别研究了有无光照条件下NH3对S02非均相反应过程的影响,发现NH3通过增强颗粒物表面碱性而促进SO2的吸附。在暗反应条件下,单一 NH3反应主要吸附在Lewis酸位点形成吸附态NH3,当和S02共同反应时则转化为Br(?)nsted酸位点吸附的NH4+,并且吸附量显著增加;光反应下NH3光氧化产生NO3-,NO3-抑制SO2在Ti02表面的反应,因此NH3的促进作用会相对减弱。3、研究了吸附水对S02在Ti02表面非均相反应的影响。结果表明H20的存在对S02在氧化物表面的非均相反应有重要的影响,一方面共存的H20改变了表面物种的吸附量,即H20与S02产生竞争吸附,即预吸附的水分子首先占据了颗粒物表面的Lewis酸性位点(金属原子)、氧空位、OH基团等活性位点,从而减弱了表面含硫物种的形成;另一方面共存的H20影响表面物种的吸附形态,例如在TiO2表面,随着湿度升高,其表面的亚硫酸盐逐渐转化为水溶性亚硫酸盐和水溶性硫酸盐。通过这些研究,初步揭示了 TiO2表面SO2非均相光化学反应的机理,获得了影响反应机理和速率的关键因素,为进一步认识光化学反应对大气中硫酸盐形成贡献提供了科学依据。