Shao-Hong Hsu, Feng-Yu Lin, Genin Gary Huang, and Yuan-Pin Chang
J. Phys. Chem. C 2023, 127, 13, 6248–6261

國立中山大學 化學系 張元賓助理教授

研究氣膠的反應動力學常需要同時探討氣膠物化特性的影響，若能解析它們錯綜複雜的關聯，將有助於系統性地定量氣膠化學對於大氣與環境的影響與衝擊。氣膠反應會發生在氣膠粒子內部與介面上，對於粒子內的凝相反應而言，氣膠的有機成分常會提升氣膠黏度，進而減緩反應物在凝相的擴散速度與延長反應時間；而氣膠的無機鹽成分卻會增加離子強度，並進一步影響凝相反應的反應速率。然而對於介面反應而言，它如何受到氣膠的成分組成與物化特性所影響，仍是目前許多相關研究正在探討的重點。本研究中，我們運用氣膠光鉗技術與氣膠拉曼光譜，研究含Na₂S₂O₃與蔗糖混合物氣膠與臭氧的氧化反應，以探討氣膠介面的表面反應速率是否會受上述的氣膠物化特性所影響。我們的研究成果顯示，藉由降低濕度所提高的氣膠離子強度，可大幅增強在氣液界面  的氧化速率，並高達十倍以上。若氣膠內的蔗糖主導了氣膠黏度與反應時間尺度，本研究證明了利用動力學測量可估計   的擴散速度與對應的氣膠黏度。本研究並藉由比較動力學測量與氣膠動力學模型的模擬，探討表面臭氧的動力學，例如表面臭氧的脫附時間。最後，本研究展示了運用氣膠光鉗探討氣膠物化特性與反應動力學關聯的系統性方法。