我国的大气污染特点是污染气体浓度局部地区偏高,沙尘天气严重,导致痕量气体与颗粒物共存于大气。在我国污染气体主要来自于燃煤、机动车尾气以及工业废气等,所以选取SO2、NO2和C3H6为实验研究气体,具有代表性的氧化物如氧化钛、氧化铝和氧化铁为颗粒物,利用原位红外是模拟近似于实际大气的反应过程,再结合离子色谱等测试手段,来揭示其可能的反应机理。首先研究了污染气体在200 ppm的非均相反应过程。发现在暗反应下,SO2单独在氧化钛和氧化铝表面进行反应时,其反应非常微弱,仅仅有少量的亚硫酸盐生成。而NO2的加入后其表面明显有硫酸盐生成,这是因为两者在氧化物表面的吸附位点不同,同时存在协同效应,生成的中间体N2O4促进SO2被氧化为硫酸盐。丙烯的加入观察不到对硫酸盐的影响,但是当NO2和C3H6同时加入后发现,其硫酸盐生成量少于NO2通入时的量。这从侧面说明C3H6对硫酸盐生成存在抑制作用,这是因为C3H6在无光照下在氧化物表面也有一定的吸附和反应,且吸附位点与SO2相似,也是主要在表面羟基处与OH结合。对于硝酸盐,NO2单独在氧化物表面通入系统后,即有硝酸盐生成,在与SO2同时加入反应池后,硝酸盐生成是急剧减少的,这是因为硝酸盐在氧化物表面主要以水溶态存在,这就需要结合水分子,而SO：加入后,也与水分子反应而生成硫物种,竞争的存在使得硝酸盐生成明显减弱。加入丙烯,对硝酸盐生成在氧化钛表面影响不大,在氧化铝表面是有抑制作用,这主要是发生竞争吸附表面羟基的影响。而S02和C3H6同时加入后,抑制作用加强,生成的硝酸盐为最弱。光反应下,在氧化钛表面是单独SO2生成硫酸盐量最多,其他均对硫酸盐生成有抑制作用,这是因为光照下的反应机理与暗反应不同,光照下,N02与S02竞争表面羟基吸附位点,而C3H6则与SO2竞争ROS自由基,导致在其他体系的硫酸盐生成减少。在其他氧化物表面,光照下NO2对硫酸盐生成依然为促进作用,这是因为氧化铝和氧化铁本在光照下的活性没有氧化钛强。对于硝酸盐,光反应下只要与SO2同时存在时,硝酸盐即减少,这与暗反应下原理相同,均是表面吸附水的竞争,甚至光反应生成的硝酸盐少于暗反应下的生成量,这是因为吸附水不仅参与NO2和SO2转化反应为不同盐类,在光照下自身也会发生分解,生成羟基自由基等物种。其次研究了200 ppb浓度下反应过程,所做的低浓度实验与高浓度实验在氧化钛表面及光照条件下硫酸盐生成进行了对比。发现两浓度下,生成硫酸盐的规律是一致的。光照下,单独通SO2时,生成的硫酸盐量最多,通NO2和C3H6均会抑制硫酸盐生成。反应机理与高浓度相似,此处不再详述。这可以说明实验室研究高浓度反应体系对实际大气的反应规律认识是非常重要的。