针对发生在气溶胶表面的气相/液相化学反应、传质过程、物质交换过程的一些关键问题,选用典型的单组份无机、复合无机、复合有机/无机气溶胶体系,用单微液滴Raman谱学和FTIR-AFT测量技术,研究水合离子[Mn+(OH2)m]、溶剂分离型离子对[Mn+(OH2)m…Sn-]、接触离子对[(H2O)m Mn+…Sn-]中各类水分子的动态和稳态结构(Mn+=Na+,Mg2+,NH4+,Ca2+等;Sn-
建立了气溶胶微粒的共聚焦拉曼观测方法,气溶胶流管结合傅立叶变换红外(AFT-FTIR)观测方法和衰减全反射(FTIR-ATR)观测方法。取得了如下一些重要进展。(1)获得了硫酸盐、硝酸盐、高氯酸盐、醋酸盐等体系的过饱和气溶胶微粒的分子光谱,深化了对单齿-双齿-复杂离子对(桥式链状)结构之间转变的复杂历程认识。(2)观测到气溶胶亚稳态结构、多相结构和一些复杂的相变过程,包括风化过程中生成的亚稳态结构、无定形结构、胶态结构等,以及这些特定结构对潮解过程的影响。(3)初步研究了气溶胶微粒表面的水的结构,利用FTIR-ATR差谱技术,观测到了固体颗粒表面吸附的单体水、二聚体水分子以及水分子簇的结构信息,以及不同类型的水分子对气溶胶微粒固体表面发生的物理化学过程的影响。本项目执行中所取得的相关实验数据和得出的研究结论,受到了国内外同行的广泛关注。PCCP杂志在"编者按"(EDITORIAL)中特别对本课题组的研究工作进行了关注和介绍,提到"本期封面文章来自于北京理工大学张韫宏小组的工作,这个团队利用红外光谱研究了过饱和高氯酸钠气溶胶,这对大气气溶胶过程如何受环境湿度改变的影响,是重要的研究结果"