| 学科专业评审组： | 环境与资源利用组 | | 项目名称： | 水分子催化大气反应机制及其在痕量大气组分在线检测中的应用 |
| 提名单位： | 汉中市人民政府 |
| 提名等级： | 三等奖 |
| 提名单位意见： | 本项目面向陕西省生态环境治理重大需求，属量子化学与环境化学交叉技术开发成果，科学价值突出，应用前景广阔。
项目在理论层面取得原创性突破：构建多尺度量子模拟体系，系统阐明大气自由基单/三重态差异化反应规律，原创提出水分子双模式催化机理，借助分子动力学揭示云雾界面气溶胶生成微观路径；6篇成果发表于国际权威大气期刊，总引用109次，获国内外同行广泛认可，完善了大污染物微观转化理论。在技术层面实现重大创新：基于水增敏原理首创非均相界面化学发光检测技术，检测限达pptv级，灵敏度较商用设备提升百倍；自主研发系列便携式监测装备，获授权发明专利4件，形成自主知识产权体系。成果已在商洛、榆林、德州等地环境监测单位规模化应用，适配各种复杂场景，大幅降低监测运维成本，为区域大气精准管控提供了国产化装备支撑，经济社会效益显著。项目实施期间培育硕士研究生十余名，多名成员晋升高级职称，第一完成人获评省级区域发展人才，团队获省高校科技奖二等奖、三等奖各1项，人才培养成效突出。
该项目技术创新性显著，技术经济指标先进，经转化推广应用后生态环境效益和社会效益明显，对推动环境监测行业科技进步具有重要作用，符合陕西省科学技术进步奖授奖条件。认真审阅提名书全文，提名材料齐全规范，知识产权清晰、人员排序无争议，无重复报奖情况。
提名该项目为陕西省科学技术进步奖三等奖。 |
| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权和标准规范等目录： | 
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| 主要完成人： | - 姓名：张田雷
排名：1
行政职务：科技处副处长
技术职称：教授
工作单位：陕西理工大学
对本项目技术创造性贡献：1.独立主持项目总体方案设计、技术路线制定与组织实施，统筹大气氧化性污染物反应机理及环境监测技术研发，独立主导代表性论文核心研究与定稿（论文1~论文6）；2.系统揭示水分子/团簇催化过氧自由基、Criegee中间体和氮/硫氧化物等反应机制（对应科技创新1和2），从分子尺度独立阐明二次污染物形成关键环节（论文1~论文6）；3.率先揭示液滴气-液界面Criegee中间体与甲醛反应机制（对应科技创新2），独立填补气溶胶界面非均相反应机理空白（附件一：论文1~论文6）；4.基于反应机制，独立发明二氧化硫检测系统及电动流体流量调节装置（对应科技创新3），形成自主知识产权（知识产权1、知识产权2）。
曾获国家科技奖励情况：[1]几类重要反应微观机理与动力学的理论研究, 陕西省教育厅，自然科学一等奖，2017.04.01，证书编号：2017-2-105-R6，第5完成人
[2]水分子催化大气反应机制及其在痕量大气组分在线检测中的应用, 陕西省教育厅，自然科学二等奖，2025.07.20，第1完成人 - 姓名：王竹青
排名：2
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：德州学院
对本项目技术创造性贡献：1.参与揭示了(H2O)n (n = 1~4)对CH2OO水解、HO2 + HO和HO2 + HS反应的催化机制，明确了水团簇尺寸对反应路径及能垒的调控规律（附件一：论文1、论文2、论文4）；2.参与Criegee中间体与甲醛在气相及气-液界面反应行为的理论计算，阐明了界面效应对反应路径选择性的影响机制（附件一：论文5）；3.参与发明二氧化硫、二氧化氮、臭氧等大气气体检测系统，重点负责检测方法的关键技术研发（附件：知识产权1~知识产权4）。
曾获国家科技奖励情况：[1]水分子催化大气反应机制及其在痕量大气组分在线检测中的应用, 陕西省教育厅，自然科学二等奖，2025.07.20，第3完成人 - 姓名：谭文渊
排名：3
行政职务：无
技术职称：高级实验师
工作单位：四川轻化工大学
对本项目技术创造性贡献：参与大气污染物在线检测技术研发（对应科技创新3）。负责氮氧化物及过氧乙酰基硝酸酯联合在线检测装置、二氧化氮及臭氧联合在线检测装置的核心结构设计与联合检测方法开发，重点突破了多组分污染物同步在线检测关键技术瓶颈，获得授权发明专利多件（附件：知识产权3、知识产权4），为大气复合污染精准监测提供了关键技术支撑。
曾获国家科技奖励情况：“便携式电子鼻宽浓度多组分危险气体检测技术及装备研发”获第十三届中国消防协会科学技术创新奖二等奖 - 姓名：王睿
排名：4
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：陕西理工大学
对本项目技术创造性贡献：开展大气氧化性污染物反应机制的理论计算研究（对应科技创新2）。1.承担H2O对HO2 + HO及CH2OO水解反应催化机制的量子化学计算，系统揭示了水分子及团簇对反应路径与能垒的调控规律（附件一：论文1、论文4）；2.承担CH2OO + HCHO及SO3 + H2SO4在气相及气-液界面反应行为的理论计算工作，阐明了界面效应对反应路径选择性的影响机制（附件一：论文5、论文6），为厘清大气二次污染形成机制提供了关键理论依据。
曾获国家科技奖励情况：[1]水分子催化大气反应机制及其在痕量大气组分在线检测中的应用，陕西省教育厅，自然科学二等奖，2025.07.20，第2完成人
[2]几类重要体系电子结构与微观反应机理的理论研究，陕西省人民政府，陕西省科学技术奖二等奖，2018.02.12，第2完成人 - 姓名：杨冰
排名：5
行政职务：无
技术职称：讲师
工作单位：德州学院
对本项目技术创造性贡献：参与大气污染物在线检测技术研发（对应科技创新3）。参与氮氧化物及过氧乙酰基硝酸酯、二氧化氮及臭氧联合在线检测装置的核心架构设计，完成了高灵敏度光学检测模块构建、多组分交叉干扰消除方法及联合在线检测算法开发，突破了多组分大气污染物同步在线连续监测关键技术瓶颈。获授权发明专利多件（附件：知识产权3、知识产权4），为大气复合污染精准监测与预警提供了关键技术支撑。
曾获国家科技奖励情况： - 姓名：张勇奇
排名：6
行政职务：无
技术职称：无
工作单位：陕西理工大学
对本项目技术创造性贡献：开展大气氧化性污染物反应机制的理论计算研究（对应科技创新2）。1.参与H2O对HO2自反应催化机制的量子化学计算与反应路径解析，系统揭示了水分子及团簇对反应路径与能垒的调控规律（附件一：论文3）；2.参与CH2OO + HCHO在气相及气-液界面反应行为的理论计算，率先阐明了界面效应对反应路径选择性的影响机制（附件一：论文5），为厘清大气二次污染形成机制提供了关键理论依据。
曾获国家科技奖励情况：[1]水分子催化大气反应机制及其在痕量大气组分在线检测中的应用，陕西省教育厅，自然科学二等奖，2025.07.20，第4完成人 - 姓名：文明杰
排名：7
行政职务：无
技术职称：无
工作单位：陕西理工大学
对本项目技术创造性贡献：开展大气氧化性污染物反应机制的理论计算研究（对应科技创新2）。1.参与H2O对HO2自反应、CH2OO水解催化机制的量子化学计算与反应路径解析，系统揭示了水分子及团簇对反应路径与能垒的调控规律（附件一：论文3、论文4）；2.参与CH2OO + HCHO在气相及气-液界面反应行为的理论计算，率先阐明了界面效应对反应路径选择性的影响机制（附件一：论文5），为厘清大气二次污染形成机制提供了关键理论依据。
曾获国家科技奖励情况：[1]水分子催化大气反应机制及其在痕量大气组分在线检测中的应用，陕西省教育厅，自然科学二等奖，2025.07.20，第5完成人
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| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：陕西理工大学
单位贡献：本单位作为项目第一完成单位，主持总体方案设计与组织实施，统筹大气氧化性污染物反应机理及环境监测装备研发。主要贡献如下：
一是建立大气双自由基差异化反应动力学理论体系（对应科技创新1）。系统揭示水分子及其团簇催化过氧自由基、Criegee中间体和氮/硫氧化物等反应机制，首次区分HO2参与反应三重态优势通道、非HO2体系单重态主导规律，阐明CH2OO低能环状过渡态水解机制，填补大气双自由基微观反应理论空白。
二是揭示水分子分级催化与气液界面超快反应新机制（对应科技创新2）系统研究液滴气-液界面上Criegee中间体与痕量气体反应动力学，提出水分子直接抽氢/双氢转移双模式催化理论，证实多步八元环水合通道为HO2自反应优势路径；构建“气相水簇催化+气液界面转化”多尺度耦合理论框架，从分子层面解释高湿雾霾天二次污染爆发成因。
三是发明水增敏非均相界面化学发光检测技术与核心装备（对应科技创新3）。基于理论创新，发明二氧化硫检测系统及检测方法、电动流体流量调节装置及调节方法，自主研发微型迷宫式微流控反应器、纳米复合增敏试剂与多组分特异性干扰抑制剂，形成ATMOS系列便携式痕量大气污染物在线监测成套装备，实现基础理论向国产化工程应用的完整转化。
- 单位名称：德州学院
单位贡献：本单位作为主要完成单位之一，在大气氧化性污染物微观反应机制与在线监测技术方面做出以下实质性贡献：
1.参与揭示水分子分级催化与界面反应新机制（对应科技创新2）。系统开展Criegee中间体与甲醛在气相及气-液界面反应行为的分子动力学模拟，阐明界面效应对反应选择性的影响机制，证实气液界面可显著加速自由基反应，为解释高湿天气二次污染爆发提供微观证据（附件一：论文5）。
2.参与研发非均相界面化学发光检测技术与装备（对应科技创新3）。参与发明基于水效应增敏原理的二氧化硫检测系统及检测方法，突破传统均相检测局限，将检测下限提升至pptv级，为便携式痕量大气污染物在线监测装备研制提供核心方法支撑（附件：知识产权1）。
- 单位名称：四川轻化工大学
单位贡献：本单位作为主要完成单位之一，全程参与项目“理论机理解析—催化规律挖掘—监测装备创制”一体化研究体系构建。
在基础研究方面，本单位参与H2O催化下HO2 + OH、HO2 + HS及CH2OO水解反应的量子化学计算，以及CH2OO水解气相及气-液界面反应行为的从头算分子动力学模拟（对应科技创新1、2），系统揭示了水分子及团簇对反应能垒的调控规律与界面溶剂化效应对反应路径选择性的影响机制，为建立双自由基差异化动力学理论体系、解释高湿天气二次污染物爆发增长提供了关键理论支撑（附件一：论文1、论文2和论文4）。
在装备研发方面，本单位参与非均相界面化学发光检测装备核心单元开发（对应科技创新3），完成了自标定式二氧化氮连续在线检测装置、氮氧化物及过氧乙酰基硝酸酯联合在线检测装置、二氧化氮及臭氧联合在线检测装置的核心结构设计、多组分特异性检测方法开发与系统集成，突破了多组分痕量污染物同步在线连续监测关键技术瓶颈，实现了检测装备模块化、微型化与野外便携化，为系列国产化ATMOS监测装备的工程化应用提供了重要技术支撑（附件：发明专利8、发明专利9和发明专利10）。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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