大气中的非甲烷类挥发性有机化合物主要来源于生物源。由地球表面的森林和植被的排放的生物源挥发性有机化合物可以分成四大类：异戊二烯，单萜，其他的反应性挥发性有机化合物和其他的挥发性有机化合物。异戊二烯和2-甲基-3-丁烯-2-醇(MBO)是两个典型的生物类分子，前者的排放量占生物源的44％，后者的排放量也值得重视，在某些地区的MBO的排放量超过异戊二烯。它们与OH、O3和NO3等分子的氧化反应形成大量的气相产物和二次有机气溶胶(SOA)。气相产物如臭氧、羟基、丙酮和过氧化物等都是重要的大气污染物，SOA能降低大气的能见度，影响全球气候变化和严重危害人类健康。　　 目前，人们对SOA产物组分种类的识别不足30％，对它的形成机理仍缺乏足够的了解和评估，因此，SOA的探测和形成机理研究是大气和环境科学研究的热点之一。为此，我们利用烟雾腔系统，质子转移质谱仪(PTR-MS)，静电扫描粒径谱仪(SMPS)，超声分子束技术和同步辐射光电离质谱仪(SRPIMS)等仪器的组合，开展了异戊二烯和2-甲基-3-丁烯-2-醇(MBO)光氧化产物的同步辐射光电离研究，取得了一些重要研究结果。　　 1、羟基启动的异戊二烯光氧化产物研究　　 羟基启动的异戊二烯光氧化反应在烟雾室内进行，利用PTR-MS监测反应物和重要的气相产物的实时浓度，利用SMPS系统实时监测SOA质量浓度随时间变化的趋势曲线，及时了解BVOCs的光氧化反应过程。结果表明：无论异戊二烯的初始反应浓度多大，当反应进行至30～40分钟左右时，分子量为70的产物(异丁烯醛和甲基乙烯酮)均达到最大值，此后开始减小。而在在异戊二烯将要消耗完时，SOA仍然继续增长，它表明在粒子表面上发生的非均相反应对SOA的生长起重要作用。　　 我们利用SRPIMS在线研究了异戊二烯光氧化气相产物的光电离质谱。我们用二氯甲烷或者丙酮把该反应的粒子相产物富集后再用载气引入到SRPIMS，离线测量它的SOA产物的光电离质谱。通过在线测量，分别获得了某些气相产物的光电离效率曲线，得到了相应的电离能，识别了它们的组分，进而，讨论了异戊二烯光氧化气相产物的形成机理。　　 利用SRPIMS，我们也研究了光照时间对异戊二烯光氧化气相产物的影响。结果表明：当光照射到30分钟时，产生的有机气溶胶粒子生长缓慢，粒子的质量浓度逐渐增长，此时，气相产物生成的量最大，种类也最为丰富；当光照到60分钟时，产生的有机气溶胶粒子的质量浓度达到最大值，而某些气相产物由于发生进一步的光氧化反应或非均相反应进入颗粒相而使它们的浓度减少。　　 我们还对异戊二烯的两种最主要的光氧化产物：异丁烯醛和乙二醛的后续反应也进行了研究。结果表明：异丁烯醛光氧化的主要气相产物与异戊二烯光氧化主要的气相产物很相似，表明了异丁烯醛在异戊二烯光氧化过程中的重要性；而乙二醛的后续反应也对异戊二烯光氧化的SOA产物有重要贡献，该反应产生了一些挥发性较低的大分子量的产物，促进了气相产物朝颗粒相产物的转化。　　 利用上述研究结果，再通过比对气相产物和SOA产物的光电离质谱，我们探讨了羟基启动的异戊二烯光氧化气相产物转化为粒子相产物的机理。　　 2、羟基启动的MBO光氧化产物研究　　 羟基启动的MBO光氧化反应在烟雾室内进行。首先，利用PTR-MS测量了它的光氧化反应前后的质谱，得到了它的某些气相产物的信息。然后，我们再利用SRPIMS在线测量了MBO光氧化反应气相产物的光电离质谱。最后，通过在线测量，获得了MBO光氧化的某些气相产物的光电离效率曲线，确定它们的相应的电离能，识别了它们的组分，探讨了这些气相产物的形成机理。　　 3、气相产物电离能的理论计算　　 在Gaussian09程序中，我们利用G2方法对异戊二烯和MBO光氧化反应的重要的气相产物电离能进行了理论计算。这些电离能的理论值与实验值符合得比较好，为研究上述光氧化反应的机理了新的信息。