OCS分子真空紫外光解动力学研究及基于汞蒸气四波混频装置的搭建
发布时间：2021-10-10 16:45
氧硫化碳（OCS）是大气环境中的一种痕量气体,同时也是地球大气层中丰度最高的还原态含硫化合物。其在对流层中的光化学稳定性较好,但当OCS扩散至平流层后经太阳光的辐射下会氧化生成SO2气体,并最终生成硫酸盐化合物等,因此OCS在大气硫循环中扮演非常重要的角色。由于光源的限制,现阶段人们主要在紫外波段对OCS光解过程进行了十分详细实验和理论的研究,而真空紫外波段获得的OCS光解动力学信息较少。本论文作者主要利用时间切片离子速度成像的方法,在140 nm附近的真空紫外光下对OCS进行了研究,通过共振增强多光子电离的方法对产物O（3PJ=2,1,0）原子进行探测,获得了其原始速度影像,进而得到反应产物的总平动能谱、各项异性参数以及通道分支比等信息。通过对实验结果的分析,我们对此波段下OCS的光解动力学有初步的认识。真空紫外光（Vacuum ultraviolet,VUV）是一种十分重要的光源,其能量高（大于6.2 eV）,可以将分子激发到高能级甚至将外层电子电离,因此对光解动力学的研究具有特殊的意义。并且在分子的光解动力学研究中,发展更高能量输出、更宽调谐范围的真空紫外光是十分必要的。目前产生...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?Ｊａｂｌｏｎｓｋｉ能级示意图
?（１－３）??其中?Ｅｉｎｔ（ＡＢＣ）、Ｅｉｎｔ（ＡＢ）、Ｅｉｎｔ（Ｃ）分别代表?ＡＢＣ、ＡＢ、Ｃ?的内能，Ｎｈｉ；表示??三原子分子ＡＢＣ吸收的光能量，Ｄｑ（ＡＢ－Ｃ）表示ＡＢＣ分子中Ｂ－Ｃ键能，ｌ／２ｍＡＢＶ＾２??和ｌ／２ｍｃｖ＾表示光解后两个产物碎片的动能。为了方便解释能量在产物碎片间??的分配，在此定义Ｅｉｎｔ（ＡＢＣ）＋ｎ／２ｖ－ＤＧ（ＡＢ－Ｃ）为可资用能（Ｅａｖａｉｌ）。??ＮＥＷＴＯＮ?ＳＰＨＥＲＥ?Ａ??Ｅｖｅｎｔ?／??ＮＥＷＴＯＮ?ＳＰＨＥＲＥ?Ｂ??图１．２光解过程产物牛顿球在质心坐标系下转化的示意图。??如图１．２所示，质心坐标系下三原子分子解离过程获得的产物ＡＢ和Ｃ分布??在两个同心球面上，即所谓的牛顿球。在具体光解实验的过程中，我们可以利用??超声射流和激光选态的方法产生处于特定量子态的分子ＡＢＣ，光解过后可通过??激光诱导荧光（ＬＩＦ）或者共振多光子电离（ＲＥＭＰＩ）等手段来选择探测其中较??为容易测量的光解产物Ｃ，可以得到Ｃ的内态分布，通过飞行时间谱技术（ＴＯＦ）??或者离子速度成像技术（ＶＭＩ）测量处于特定内态Ｃ的速度分布和角度分布，根??据公式１．３，就可推导出伴随产物ＡＢ的速度也就是动能分布情况。我们通过热??力学计算或者查阅文献知道解离能Ｄ〇（ＡＢ－Ｃ），这样利用公式１．２可以推算伴随??产物ＡＢ的内能分布状况。或者如果我们通过测量知道两个反应产物的内能态，??３??
所极化，所得产物的转动角动量／也会被间接??地极化。??铲－／关联??即产物反冲速度和角动量关联中，这两个矢量关联性的建立，可以让我们对??光解过程中激发电子态的对称性、势能面的形貌、相干效应、非绝热效应等信息??有更加深入的认识。??１．３光解的分类??根据不同的标准光解过程分类方法也是多样的，下面介绍几种主要的解离过??程。??＂Ｓ?１（ｂ）??Ｖ??１?（ＡＢ）?￣￣?Ｐ（Ｅ）??＾?＼?ｈｖ?－?＼?＋Ｂ??．＼ｂ＼—?ＡＢ??ＲａＢ?ＲａＢ??图１．３?（ａ）吸收单光子解离，（ｂ）吸收多光子的解离示意图。??图１．３中（ａ）过程中分子吸收一个光子（一般为紫外光）后，跃迁到一个激发??态而这个激发态刚好是排斥态，因此中间态分子（ＡＢ）＊沿着此排斥电子态快速解??离成Ａ和Ｂ，解离过程一般在分子一个转动周期内完成。图１．３中（ｂ）过程中母体??分子吸收多个光子（一般为红外光）后达到其解离限以上，发生断键解离，在ｌＥｆ??过程中由于较难精确控制分子吸收的光子数目，导致被激发的母体分子内部量子??态呈现出一个集合Ｐ（Ｅ）分布，而非单个内能态。??除了上述的直接解离过程，还有几种不同的预解离过程。图１．４给出了两种??５??
【参考文献】：
博士论文
[1]真空紫外光解吸/电离质谱成像装置及应用[D]. 王佳.清华大学 2018
本文编号：3428765
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?Ｊａｂｌｏｎｓｋｉ能级示意图
?（１－３）??其中?Ｅｉｎｔ（ＡＢＣ）、Ｅｉｎｔ（ＡＢ）、Ｅｉｎｔ（Ｃ）分别代表?ＡＢＣ、ＡＢ、Ｃ?的内能，Ｎｈｉ；表示??三原子分子ＡＢＣ吸收的光能量，Ｄｑ（ＡＢ－Ｃ）表示ＡＢＣ分子中Ｂ－Ｃ键能，ｌ／２ｍＡＢＶ＾２??和ｌ／２ｍｃｖ＾表示光解后两个产物碎片的动能。为了方便解释能量在产物碎片间??的分配，在此定义Ｅｉｎｔ（ＡＢＣ）＋ｎ／２ｖ－ＤＧ（ＡＢ－Ｃ）为可资用能（Ｅａｖａｉｌ）。??ＮＥＷＴＯＮ?ＳＰＨＥＲＥ?Ａ??Ｅｖｅｎｔ?／??ＮＥＷＴＯＮ?ＳＰＨＥＲＥ?Ｂ??图１．２光解过程产物牛顿球在质心坐标系下转化的示意图。??如图１．２所示，质心坐标系下三原子分子解离过程获得的产物ＡＢ和Ｃ分布??在两个同心球面上，即所谓的牛顿球。在具体光解实验的过程中，我们可以利用??超声射流和激光选态的方法产生处于特定量子态的分子ＡＢＣ，光解过后可通过??激光诱导荧光（ＬＩＦ）或者共振多光子电离（ＲＥＭＰＩ）等手段来选择探测其中较??为容易测量的光解产物Ｃ，可以得到Ｃ的内态分布，通过飞行时间谱技术（ＴＯＦ）??或者离子速度成像技术（ＶＭＩ）测量处于特定内态Ｃ的速度分布和角度分布，根??据公式１．３，就可推导出伴随产物ＡＢ的速度也就是动能分布情况。我们通过热??力学计算或者查阅文献知道解离能Ｄ〇（ＡＢ－Ｃ），这样利用公式１．２可以推算伴随??产物ＡＢ的内能分布状况。或者如果我们通过测量知道两个反应产物的内能态，??３??
所极化，所得产物的转动角动量／也会被间接??地极化。??铲－／关联??即产物反冲速度和角动量关联中，这两个矢量关联性的建立，可以让我们对??光解过程中激发电子态的对称性、势能面的形貌、相干效应、非绝热效应等信息??有更加深入的认识。??１．３光解的分类??根据不同的标准光解过程分类方法也是多样的，下面介绍几种主要的解离过??程。??＂Ｓ?１（ｂ）??Ｖ??１?（ＡＢ）?￣￣?Ｐ（Ｅ）??＾?＼?ｈｖ?－?＼?＋Ｂ??．＼ｂ＼—?ＡＢ??ＲａＢ?ＲａＢ??图１．３?（ａ）吸收单光子解离，（ｂ）吸收多光子的解离示意图。??图１．３中（ａ）过程中分子吸收一个光子（一般为紫外光）后，跃迁到一个激发??态而这个激发态刚好是排斥态，因此中间态分子（ＡＢ）＊沿着此排斥电子态快速解??离成Ａ和Ｂ，解离过程一般在分子一个转动周期内完成。图１．３中（ｂ）过程中母体??分子吸收多个光子（一般为红外光）后达到其解离限以上，发生断键解离，在ｌＥｆ??过程中由于较难精确控制分子吸收的光子数目，导致被激发的母体分子内部量子??态呈现出一个集合Ｐ（Ｅ）分布，而非单个内能态。??除了上述的直接解离过程，还有几种不同的预解离过程。图１．４给出了两种??５??
【参考文献】：
博士论文
[1]真空紫外光解吸/电离质谱成像装置及应用[D]. 王佳.清华大学 2018
本文编号：3428765
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3428765.html
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