研究团队采用经典分子动力学模拟和量子化学计算相结合的手段，发现有机过氧化物和硫酸氢根离子（HSO3-：二氧化硫在液相中的主要存在形式）均具有较强的气液界面倾向性，表明反应倾向于在非均相界面上进行。此外，研究还发现硫酸盐和有机硫酸酯的形成是由于HSO3-的S原子对过氧基团（-O(O2)O(O1)H）上不同O原子的进攻，即当硫原子进攻O1原子时，过氧基团上的O-O键断裂，S和O1成键形成硫酸盐【图2（1），以异戊二烯过氧化物为例】；而当硫原子进攻O2原子时，S和O2成键形成有机硫酸酯【图2（2）】。动力学计算发现，对于不同的有机过氧化物，硫酸盐的形成速率都高于有机硫酸酯，表明硫酸盐的相对产率要高于有机硫酸酯。
该研究为揭示硫酸盐和二次有机气溶胶的形成机制及其耦合作用提供了理论支撑，并为深入理解气液非均相界面上的微观物理化学过程提供了思路，对进一步改善大气二次颗粒物模拟及丰富和发展霾化学理论体系具有意义。
研究工作得到国家自然科学基金、中科院特别研究助理资助项目、中国博士后基金等项目的资助。
图1.有机过氧化物与硫酸氢根（HSO3-）示意图
图2.异戊二烯过氧化物与HSO3-的反应机理：（1）产物为硫酸盐：a 反应物（RC1）、过渡态（TS1）、反应产物（RP1）；b 势能面；c 关键反应位点示意图；（2）产物为有机硫酸酯：a 反应物（RC2）、过渡态（TS2）、反应产物（RP2）；b 反应势能面；c 关键反应位点示意图
研究团队单位：生态环境研究中心