大化所揭示甲醛光化學解離過程

甲醛是一種無色易溶的微刺激性氣體，作為一種空氣中最常見的污染物，對人體的危害具有長期性、潛伏性、隱蔽性的特點。長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病、女性月經紊亂、妊娠綜合征，引起新生兒體質降低、染色體異常，甚至引起鼻咽癌。另外，高濃度甲醛對神經系統、免疫系統、肝臟等都有毒害。甲醛的降解主要通過光解離過程實現，深入研究這類大氣污染物的光化學反應性質及其演變過程，實現對它的光化學反應控制具有重要意義。

中國科學院大連化學物理研究所副研究員尹鴻鳴在長期研究中發現，甲醛光解離主要有兩個反應通道，一種是生成穩定的分子H2+CO；另一種是生成自由基產物H+HCO。并且，甲醛光解離反應通道會隨著解離光波長的變化而變化。此前，Journal of Chemical Physics與Science等雜志都刊登了這一研究成果，受到國內外學者的廣泛關注，而研究工作的最新進展發表在2008年第二期《科學通報》(csb.scichina.com)上。

甲醛因其化學反應強烈、價格低廉，同時具有較強的黏合性和防蟲、防腐能力，早在100年前就被廣泛應用于生產樹脂、化學纖維、橡膠制品、印刷油墨、油漆和涂料等工業產品，在這些生產過程中均有甲醛被直接排入大氣；另外，石油、煤、天然氣等有機物的燃燒，潤滑油的氧化分解，汽車尾氣的排放，大氣中有機物的光化學反應等都有甲醛的排放。可以毫不夸張地說，地球上每一種有機物的降解過程都會包含生成甲醛這樣一個反應途徑。

 污染物的光化學解離是當前國際上的研究熱點，而甲醛被認為是大氣污染物的“指紋”(fingerprint)化合物。尹鴻鳴從2003年起就開始了甲醛光化學解離的相關研究工作。“盡管甲醛(H2CO)是個簡單的分子，但它的光化學解離還是非常復雜的，當甲醛吸收紫外光子后，至少有6個光化學和光物理過程可以發生，其中最主要的兩個解離過程是生成H2+CO與H+HCO。”尹鴻鳴介紹說，“甲醛早期的光解離研究工作主要集中在330～345nm范圍，即生成穩定分子H2+CO的通道上，生成H+HCO自由基的自由基通道近10年才受到關注。”

尹鴻鳴對甲醛在紫外線到可見光不同波長的光線作用下的光化學解離過程進行了對照研究。研究結果顯示，在可見光的作用下，甲醛主要是通過分子通道進行解離，產物主要是H2+CO，這兩種產物特別是CO是重要的溫室氣體；在紫外線照射下，甲醛主要是通過自由基通道進行解離，產物主要是H+HCO，這兩種產物可以轉化為天然空氣清潔劑HO2，這是大氣自我保護的重要措施。因此，有效控制甲醛的光化學反應過程，不僅可以消除甲醛，對大氣空氣質量的后續改善也具有重要意義。

“我的下一步工作首先要對甲醛通過自由基通道光解離所產生的天然空氣清潔劑的產率進行研究；其次，后續研究工作也將不再局限于甲醛，希望能夠對其他天然空氣清潔劑進行相關研究。”尹鴻鳴說，“希望我的研究能夠為我國的大氣污染治理提供一種天然的、更清潔的思路。”