近日，中科院合肥研究院安光所基礎科學研究中心張為俊研究員課題組在過氧自由基（RO₂）的同分異構體檢測方面取得重要進展，研究成果以論文“Identifying isomers of peroxy radicals in the gas phase: 1-C₃H₇O₂ vs2-C₃H₇O₂”在線發表于英國皇家化學學會出版的期刊Chemical Communications 上。

　　RO₂是大氣氧化反應中重要的中間體，在大氣復合污染形成過程中扮演著關鍵角色，其與NO_x（NO和NO₂）和HO_x（HO₂和OH）等之間的反應與大氣中臭氧和二次有機氣溶膠的生成密切相關。大氣RO₂種類繁多、結構復雜，如何在線檢測出不同種類的RO₂并區分其同分異構體存在很大的技術挑戰。 

　　課題組唐小鋒副研究員與法國SOLEIL國家實驗室、皮埃爾和瑪麗居里大學（Université Pierre et Marie Curie）開展國際合作，通過建立微波放電流動管反應裝置，開展大氣RO₂化學反應動力學研究，結合先進的同步輻射真空紫外光電離符合質譜技術，實現了自由基反應關鍵物種（包括反應物、自由基和產物）的全面、在線檢測。 

　　RO₂電離生成的分子離子一般不具有穩定結構，會解離生成R自由基離子碎片和氧氣，是其光電離檢測的難點。研究人員通過改變光子能量，檢測R自由基的電離能和R離子碎片的出現勢，從而根據它們的能量不同區分出R自由基的電離和RO₂離子的解離過程，實現了RO₂的有效檢測。 

　　同時，通過掃描同步輻射光子能量，測量獲得具有質量選擇的超高分辨光電子譜，結合高精度的量子化學理論計算，準確辨認出丙基過氧自由基的1-C₃H₇O₂和2-C₃H₇O₂同分異構體，以及它們的G、G₁T₂、G₁G₂和G₁’G₂等旋轉構象體，為下一步深入研究大氣過氧自由基化學反應提供了重要數據和檢測方法。 

　　該工作得到了基金委重大研究計劃重點項目、基金委面上項目和中科院國際合作重點項目的支持。 

　　文章鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cc/d0cc06516a#!divAbstract

圖1. 光電離質譜實現反應物、中間體及產物的全面檢測

　　圖2. 丙基過氧自由基的結構及其高分辨光電子譜

高分辨光譜實現過氧自由基同分異構體及其旋轉構象體的檢測區分