态选择的笑气离子和溴甲烷离子的解离动力学研究

【摘要】：本论文的研究工作主要包括两部分：(一)笑气离子N2O+B2Π态的光谱与解离动力学研究；(二)能量选择的溴甲烷离子(CH3Br+)的解离动力学研究。 (一)在超声分子束条件下,用一束波长为360.55nm的电离激光去激发射流冷却的N2O分子,通过N2O分子的(3+1)共振增强多光子电离(REMPI)过程制备纯净地布局在基态的母体离子N2O+(X2Π1/2,3/2(000)),然后用另外一束波长可调谐的激光将制备的母体离子激发至B2Π态随后发生解离,利用飞行时间质谱(TOF-MS)监测碎片离子NO+的强度随解离光波长的变化情况,得到278-243nm范围内N2O+离子解离的光致碎片激发谱(PHOFEX)。通过对光谱转动结构的拟合,得到了相应的转动常数和自旋分裂常数,首次修正了N2O+离子B态光谱的“带头”位置,同时尝试将获得的PHOFEX谱归属为B2Π←X2Π的振动序列跃迁。同时,实验发现由于解离过程中反冲速度的影响,碎片离子NO+的飞行时间质谱峰宽明显宽于母体离子的峰宽。通过对NO+碎片离子的TOF质谱峰形加宽的分析,估算了解离过程中释放的平均平动能Et,发现Et随激发光能的增加基本保持在0.8eV附近。结合B2Π电子态的势能面信息,我们对B态低能端N2O+离子的解离机理进行了探讨：B2Π态先与2Σ-或2△电子态发生椎体相互作用,然后沿着2Σ-或2△态生成NO+(X1Σ+)和N(2D)碎片,并伴随着高转动激发。 (二)我们利用阈值光电子-光离子符合速度成像技术对激发光能在10.45-16.90eV范围内的溴甲烷离子的解离动力学过程进行了研究。符合质谱的结果显示CH3Br+的基态X2E电子态是稳定的,而A2A1和B2E电子态是完全解离态,其解离离子产物只有CH3+碎片离子。从三维的TPEPICO时间切片成像中直接获得了CH3+离子的平动能分布和角度分布,接下来溴甲烷离子解离的总平动能释放和角分布即可获得。A2A1态的溴甲烷离子可以直接沿C-Br键排斥坐标快速解离得到CH3+离子和自旋-轨道耦合态分辨的Br(2P)原子,然而B2E态的溴甲烷离子的产物CH3+的平动能分布是麦克斯韦-玻尔兹曼型的,表明B2E电子态的解离是一个慢过程。结合在考虑了旋轨耦合后计算得到的CH3Br+离子的势能曲线,我们提出了溴甲烷离子的解离机理：对于CH3Br+(A2A1)离子,CH3++Br(2P1/2)通道是通过振动绝热解离产生；CH3++Br(2P3/2)通道是A2A1先振动耦合到X2E态的高振动能级,随后快速解离产生。而B2E态CH3Br+离子则是首先通过内转换过程转换到低电子态的振动激发能级上然后发生解离生成CH3+离子和Br原子。 【关键词】：笑气离子 溴甲烷离子 共振增强多光子电离 飞行时间质谱 阈值光电子-光离子符合速度成像 解离动力学
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O643.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-30
• 1.1 光电离11-12
• 1.1.1 电离势(IP)11
• 1.1.2 光电离的方法11-12
• 1.1.3 光电离的分类12
• 1.2 光解反应12-16
• 1.2.1 光解的类型13-15
• 1.2.2 光解反应过程中的能量分配15
• 1.2.3 光解产物的角向分布15-16
• 1.3 相关实验技术介绍16-25
• 1.3.1 共振增强多光子电离(REMPI)16-17
• 1.3.2 质谱技术(Mass Spectrum,MS)17-18
• 1.3.3 光致碎片激发谱（PHOFEX)18-19
• 1.3.4 光电子谱(Photoelectron Spectroscopy,PES)19-20
• 1.3.5 光电子-光离子符合与阈值光电子谱20
• 1.3.6 离子成像技术(Ion Imaging)20-25
• 1.4 光电离解离实验的常用光源25-28
• 1.4.1 真空紫外灯25-26
• 1.4.2 同步辐射26-27
• 1.4.3 激光27-28
• 参考文献28-30
• 第二章 N_2O~+离子B~2Ⅱ态的光谱与光解离研究30-42
• 2.1 引言30-32
• 2.2 实验32-33
• 2.3 结果与讨论33-40
• 2.3.1 母体离子的制备和碎片离子的检测33-35
• 2.3.2 B态“带头”的修正与PHOFEX谱的标识35-38
• 2.3.3 碎片离子NO~+(TOF)质谱峰分析及N_2O~+离子B~2Ⅱ态光解离机理38-40
• 2.4 结论40
• 参考文献40-42
• 第三章 溴甲烷离子解离动力学的研究42-56
• 3.1 引言42-44
• 3.2 实验44-45
• 3.3 结果与讨论45-52
• 3.3.1 CH_3Br的阈值光电子谱45-46
• 3.3.2 TPEPICO飞行时间质谱46-47
• 3.3.3 CH_3Br~+(A~2A_1)解离碎片CH_3~+的TPEPICO时间切片成像47-50
• 3.3.4 CH_3Br~+(B~2E)的解离碎片CH_3~+的TPEPICO时间切片成像50
• 3.3.5 CH_3Br~+离子势能曲线的理论计算50-51
• 3.3.6 A~2A_1态和B~2E态CH_3Br~+离子的解离机理51-52
• 3.4 结论52-54
• 参考文献54-56
• 在读期间的研究成果56-57
• 致谢57

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

Ne-CO_2的从头算势能面及微波光谱    谢长建;陈容;朱华;谢代前;

Ne原子的精确二阶超极化率    丁涪江,刘柳斜

卤代甲烷阳离子的电子态与卤解离的理论研究    刘涛;

飞行时间质谱仪数据采集系统设计    郭静;龙涛;包泽民;王培智;田地;刘敦一;

CCCF自由基的低能电子态的从头算研究    宋明星;孔晓韵;刘念;张杰;张刚;

计算分子二阶超极化率的基组选择    刘柳斜,丁涪江

C_6H_5CN~+离子不同电子态的去CN光解离的理论研究(英文)    董华;陈波珍;于淑媛;

Decay pathways of superexcited states of nitrous oxide    林梅;刘亚伟;钟志萍;朱林繁;

N_2O~+经由B~2П_i←X~2П跃迁的光解离机理研究    吴丹;张立敏;周丹娜;

N_2O~+离子B~2П态的光谱与光解离动力学    孙中发;高治;吴向坤;唐国强;周晓国;刘世林;

与大气和星际相关瞬变物种激发态的理论研究    宋明星

Rg_n-N_2O型复合物的分子间势能面和振转光谱的理论研究    朱华

几种重要的小分子大气污染物的激发态理论研究    李步通

五种生物碱基的氢键二聚体等体系的理论研究    何文娣

与星际和大气相关小分子的激发态理论研究    刘悦婕

多尺度计算化学方法研究分子间相互作用    孔垂鹏

飞行时间质谱仪数据获取系统的研究与设计    叶春逢

N_2O和O_2分子超激发态退激发的动量转移依赖行为研究    林梅

基于高分辨质谱技术的β-受体激动剂在猪体内的代谢研究    毕言锋

范德华复合物Kr-H_2O、Ne-H_2S及Ar-H_2S的势能面和振转光谱的理论研究    雷金平

若干含溴化合物的光解离机制及HXY体系的激发态的多参考态研究    裴玉微

犊牛与成年牛卵泡液差异蛋白质组学分析    赵海峰

飞行时间质谱—光电子速度成像仪    曲泽华

Kr，Ne-N_2O体系势能面和v_1正则模下的红外光谱研究    汪江洪

超滤质谱法研究蛋白质与药物小分子的相互作用    喻花

大气活性自由基在线检测飞行时间质谱仪的研制及其应用    窦健

空间低能离子谱仪的紫外响应测试和电子碰撞离子源的设计    张卫

单光子电离质谱仪检测二噁英前生体    陈亮

基于高效液相色谱及液质联用的化学药品有关物质研究    宋冬梅

飞行时间二次离子质谱仪二次离子光学系统仿真研究    刘晓旭

纳秒激光电离团簇的飞行时间质谱峰形模拟    周明林;商信华;

液相色谱-飞行时间质谱同时测定粮食中13种真菌毒素    郑翠梅;张艳;王松雪;谢刚;张广民;

气相色谱-飞行时间质谱分析杭白菊浸剂挥发性化学成分    陈玉;陆舍铭;朱丽;孟昭宇;丁中涛;

用飞行时间质谱研究气相偏硼酸钠团簇的产生和结构    李海洋,马晨生,白吉玲,何国钟

飞行时间质谱峰形分析    王利,李海洋,花晓清,白吉玲,吕日昌

氢醌-双(β-羟乙基)醚工业品中相关杂质的气相色谱-飞行时间质谱定性研究    李丹妮,练鸿振,徐拥军

基质辅助激光解析电离-串联飞行时间质谱与电喷雾离子化-四极杆-飞行时间质谱分析蛋白质    倪国新;朱镭;马小土;徐学敏;胡晓芳;刘建华;李伟;

激光电离碘甲烷中空间电荷对飞行时间质谱峰的影响研究    曲丕丞;赵无垛;王卫国;陈平;崔华鹏;花磊;侯可勇;张桂秋;李海洋;

超高效液相色谱飞行时间质谱测定食品中36种合成色素    钱疆;杨方;陈弛;陈健;张玉燕;陈章捷;薛芝敏;余孔捷;

飞行时间质谱中光发射电子碰撞电离过程    王利,李海洋,白吉玲,孙巨龙,吕日昌

激光电离源飞行时间质谱的影响因素初步研究    黄荣夫;余泉;杭纬;何坚;黄本立;

气相色谱-飞行时间质谱测定灵芝中脂肪酸(酯)    李前荣;潘振;尹浩;

高效液相色谱检测器-飞行时间质谱的研制    贾韦韬;徐国宾;姚均;何坚;周振;杨芃原;

牡荆素的飞行时间质谱    朱仁发;李前荣;尹浩;

激光溅射飞行时间质谱中金属与非金属离子传输行为研究    张伯超;李灵锋;黄荣夫;杭纬;何坚;黄本立;

全二维气相色谱——高分辨飞行时间质谱应用技术    王志萍;

酮洛芬β-环糊精包合物的化学电离-飞行时间质谱研究    李前荣;张福田;尹浩;

全二维气相色谱／飞行时间质谱用于烟用香精的分析    朱书奎;路鑫;邢钧;张少文;孔宏伟;许国旺;吴采樱;

飞行时间质谱用于氦气和氩气氛围下激光溅射等离子体特性的比较研究    董斌;林一明;余泉;杭纬;何坚;黄本立;

飞行时间质谱分析技术的发展    赵冰;沈学静;

飞行时间质谱及串联质谱关键技术的系统研究    徐国宾

全二维气相色谱/飞行时间质谱用于复杂体系分析的方法学研究    路鑫

甲醛团簇等离子体飞行时间质谱的研究    王燕

飞行时间质谱—光电子速度成像仪    曲泽华

全二维气相色谱/飞行时间质谱用于中药挥发油和酒中香味成分的研究    武建芳

飞行时间质谱在动物源食品中兽药筛查与应用分析    孟蕾

飞行时间质谱研究煤和模型化合物的热解行为    王兴龙

全二维气相色谱—飞行时间质谱用于中药挥发油的研究    阮春海

飞秒激光场中气体介质的飞行时间质谱和软X射线谱测量    陈辉

径向基函数神经网络用于细菌MALDI飞行时间质谱的分类判别    王丹

饲料及生物样品中性激素的四级杆飞行时间质谱分析方法研究    许成保

便携式飞行时间质谱的研究及其在挥发性硫化物测量中的应用    李金旭