pH 종속성 광감작 다상 •OH 라디칼 생성: 촉매 기작의 해명

요약 에어로졸 인터페이스에서의 광감작 반응은 지역 대기 산화 용량에 주목할 만한 역할을 하지만, 대기 입자의 복잡한 물리화학적 구조는 광화학 오염의 기작을 명확히 이해하는데 심각한 장애물이 됩니다. 우리는 그을음 내의 다환 방향족 탄화수소(PAHs)가 하이드록실 라디칼(•OH) 형성을 유도하는 중요한 촉매 역할을 할 수 있다는 것을 보고합니다. 광화학 실험과 양자 화학 계산은 광여기에 의해 여기된 PAHs가 두 가지 독특한 •OH 생성 경로를 활성화함을 보여줍니다. 한편으로는, 여기 상태 PAHs가 •PAH +로의 전환이 양성자 결합 전자 이동(PCET) 과정을 통해 •OH 라디칼 생성을 촉발합니다. 이와 동시에, 수산화 이온(OH −)과 •PAH + 사이의 직접 전자 전달도 추가적인 •OH 라디칼을 생성하고 •PAH +를 환원하여 PAHs를 재형성할 수 있습니다. 추가적인 pH 의존성 실험은 수중 미세 환경에서 두 가지 다른 경로의 상대적 우세가 계면 산도에 따라 달라진다는 것을 뒷받침합니다. 이러한 발견은 에어로졸 광감작에 대한 이해를 심화시키고, 입자 산도가 오염 물질의 표면 흡수 조절을 넘어 그들의 2차 전환을 계면 산화 용량을 조절함으로써 제어할 수 있음을 밝혀냅니다.