大气汞氧化还原过程与机制的计算化学研究进展

• 作者: 李芷薇 孙玉贞 阴永光 梁勇 蔡勇
• 来源期刊: 环境化学
• 关键词: 气态元素汞 活性气态汞 大气 氧化还原 计算化学
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 83-93
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7524/j.issn.0254-6108.2021060904

摘要

大气中汞的氧化还原反应对于其全球生物地球化学循环起着极其重要的作用,它促进了汞在全球范围内的扩散.汞主要以气态元素汞的形态释放到大气中,并经历复杂的均相和非均相化学反应,被氧化为活性气态汞和颗粒态汞;同时,活性气态汞也可经过光致还原反应光解生成气态元素汞.计算化学是一种基于理论方法利用计算软件来对化学现象和本质进行解释和预测的方法,现已广泛用于大气汞氧化还原反应机制的研究.本文从计算化学角度出发,综述了大气中常见氧化剂包括O3、 ·OH、NO3和各种卤素自由基等对气态元素汞的氧化机制的理论研究,包括通过计算氧化产物的键解离能、键长和生成焓等热力学参数来研究反应产物的稳定性;通过计算反应的中间体和过渡态来阐述微观反应机制;通过计算反应速率常数来研究反应进行的快慢等.同时,本文还综述了最新报道的应用高精度量子化学计算方法研究活性气态汞还原为气态元素汞的反应机制,包括活性气态汞的紫外可见吸收光谱、势能面、光解反应速率以及光解反应的分支比等.了解大气汞的氧化还原反应的计算化学研究进展,对于深入了解汞在大气中的迁移转化具有至关重要的作用.