《模擬環境下火星表面高氯酸鹽起源的反應路徑研究》是依託山東大學，由武中臣擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：模擬環境下火星表面高氯酸鹽起源的反應路徑研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：武中臣
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
作為火星表面Cl元素循環的關鍵環節,高氯酸鹽的起源問題關係著循環過程的完整性。然而有關其產生機理的解釋仍未完善。課題組提出的火星大氣中礦物微粒摩擦放電激發的CO2低溫電漿與含氯無機鹽的強氧化作用是火星高氯酸鹽起源新機理的觀點，突破了現有火星大氣光化學反應/UV輻射起源論O/O3含量低、反應產率低的瓶頸，極好的解釋了火星表面ClO4-高濃度沉積的事實。為實驗證實此觀點，課題組擬（1）完善現有火星環境模擬系統，在可控火星條件下實現CO2電漿激發與線上診斷；（2）在模擬火星條件下開展CO2電漿與氯化物(及其它含氧氯化物)的相互作用實驗，採用原位Raman和原位NIR/IR反射技術對產物進行聯合鑑別與定量分析；（3）研究環境參數、電漿物理參數和高氯酸鹽產物、產率之間的相互關係, 推測反應路徑，完善反應機理研究。上述研究將在根源上解釋火星表面高氯酸鹽的起源問題，極具創新性。
結題摘要
作為火星表面Cl元素循環的關鍵環節,高氯酸鹽的起源問題關係著循環過程的完整性。然而對其產生機理的解釋仍未完善。課題組提出並通過實驗驗證了火星塵暴中礦物微粒摩擦放電激發的CO2低溫電漿與含氯無機鹽的強氧化作用是火星高氯酸鹽起源的新機理。本研究突破了現有火星大氣UV光化學起源論O/O3含量低、反應產率低的瓶頸，很好的解釋了火星表面ClO4-高濃度沉積的事實。經過4年努力，課題組完成了如下工作：（1）搭建了火星環境模擬系統，在可控火星條件下實現CO2輝光放電與氣體產物的探測與分析；（2）在模擬火星條件下開展CO2輝光放電與含氯無機鹽(及其它ClOx-)的相互作用實驗，採用原位Raman和原位NIR反射、離線離子色譜分析等技術對反應後固體產物進行了分析，建立了產物中ClO3-,ClO4-的定量分析方法；（3）研究環境參數、放電參數和高氯酸鹽產物、產率之間的相互關係, 推測反應路徑，完善了反應機理。本課題提出的火星塵埃靜電放電現象是火星表面高氯酸鹽起源新機制的觀點已獲得國際學術界的認可，先後被SCIENCE 網站等50餘家國內外知名媒體報導/轉載。在基金委的資助下，項目組已在Earth and Planetary Science Letters, Icarus，J. Raman Spectrosc.等期刊發表SCI論文6篇，在《光子學報》上發表EI論文1篇，在Lunar and Planetary Science Conference，International Forum on Lunar and Deep-space Exploration，international GeoRaman conference等國際會議上發表會議論文9篇，申請國家發明專利5項且目前授權1項。
