大连相干光源揭示水光解产生氧气的途径

IT新视野
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地球和太阳系其他行星的氧气来源是一个基本问题。一般认为,地球原始大气中产生氧气的益生元途径是通过真空紫外光解二氧化碳和随后两个氧原子的复合。相比之下,水光解作为主要的氧载体之一,长期以来被认为是羟基(OH)和氢(H)原子的主要产物,其对制氧的贡献有限。

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近日,由中国科学院大连化学物理研究所袁开军教授和杨学明教授领衔的研究团队,利用大连相干光源揭示了水分子光解产生的氧气。

他们的研究结果发表在今天(2021年4月30日)的《自然快报》上。

大连相干光源的真空紫外自由电子激光装置使研究人员能够定量评估H2O光化学对制氧的重要性。

“我们的实验结果表明,在真空紫外激发下,水可以分解为三部分:一个氧原子和两个氢原子,其中氧原子处于1D和3P态。三体解离过程是90-110nm范围内H2O光化学的主要通道。

定量测量表明,水分子中约20%的光激发事件产生氧原子。考虑到在广泛的星际环境中,如星际云的大气层、太阳系的彗星,甚至地球的原始大气中,水的光解产生的氧气一定是一个重要的过程。随后,氧原子的重组产生了氧,这代表了益生元世界中一条重要的产氧途径。

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