卤代化合物紫外光解和超快动力学研究

论文摘要

分子的光解反应是最重要、最基本的光化学过程,是大气中最常见的光化学现象。卤代化合物的光解产物可以破坏大气中的臭氧层,对该类化合物光解动力学的深入研究,在大气化学和环境保护等方面具有重要的意义。利用离子速度影像结合共振增强多光子电离技术研究了n-C5H11Br、1,3-C3H6BrCl和C3H5OCl等卤代化合物的紫外光解动力学过程。n-C5H11Br在紫外激光作用下被激发到排斥态势能面发生直接断键解离。1,3-C3H6BrCl由于Cl原子的取代光解过程变的复杂,C-Br键表现为直接断裂,C-Cl键的断裂则是源于C3H6Cl自由基的二次解离。C3H5OCl吸收紫外光子后,主要激发位于C=O官能团上的1（n,π*）电子跃迁。该态与位于C-Cl键上的1(nCl,σC-Cl*)电子组态之间存在着避免交叉,导致C-Cl键的快速解离,C-Cl键断裂生成的C3H5O自由基可以发生二次解离过程,生成各向同性分布的CO自由基。C3H5OCl在紫外激光作用下,表现为一个逐步的解离过程。应用飞秒泵浦-探测技术结合飞行时间质谱研究了碘甲烷分子B带预解离动力学,其中泵浦光波长为400 nm,探测光为800 nm,得到B带的带源寿命为1.57ps,和文献数据非常符合,实验结果解释为碘甲烷分子多光子的电离解离过程。利用飞秒泵浦-探测对碘甲烷分子B带预解离的研究提供了更多里德堡态的相关信息。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪言
• §1.1 分子光解动力学概述
• 1.1.1 光解动力学主要的研究内容
• 1.1.2 分子光解动力学的研究方法
• 1.1.3 分子光解的理论模型
• 1.1.4 光解动力学研究的意义
• §1.2 卤代化合物光解动力学研究的意义
• §1.3 飞秒超快动力学概述
• 1.3.1 超短脉冲激光的发展
• 1.3.2 飞秒超快动力学的研究意义
• §1.4 研究的动机和主要研究内容
• 第二章 离子速度影像和飞秒超快探测技术
• §2.1 离子速度影像技术的概念
• 2.1.1 离子速度影像相关的技术原理
• 2.1.2 离子速度影像技术的应用
• §2.2 飞秒超快动力学概述
• 2.2.1 飞秒泵浦-探测的概念
• 2.2.2 超快动力学过程的探测方法
• 第三章 离子速度影像和光电子影像系统
• §3.1 离子速度影像装置概述
• 3.1.1 真空系统
• 3.1.2 超声分子束源进样系统
• 3.1.3 离子透镜
• 3.1.4 纳秒激光器系统
• 3.1.5 位置敏感的离子探测器
• 3.1.6 信号及数据采集系统
• 3.1.7 实验过程及时序控制
• §3.2 光电子影像实验装置
• 3.2.1 真空系统
• 3.2.2 离子透镜
• 3.2.3 实验过程及时序控制
• 3.2.4 信号及数据采集系统
• 3.2.5 飞秒激光器系统
• 3.2.6 激光倍频以及非线性参量放大技术
• 3.2.7 泵浦-探测实验光路
• §3.3 小结
• 第四章 正溴戊烷在234nm的光解动力学
• §4.1 引言
• §4.2 实验
• §4.3 结果与讨论
• §4.4 小结
• 第五章 1,3-氯溴丙烷分子在234和265nm的C-Br断裂机理研究
• §5.1 引言
• §5.2 实验
• §5.3 结果与讨论
• *和Br的速度和角度分布'>5.3.1 Br^*和Br的速度和角度分布
• 5.3.2 分支比和量子产率
• 5.3.3 势能面交叉信息
• §5.4 小结
• 第六章 丙酰氯在紫外区域的逐步解离动力学研究
• §6.1 引言
• §6.2 实验
• §6.3 结果与讨论
• 6.3.1 对Cl和CO产物光强指数的研究
• *产物的离子速度影像'>6.3.2 Cl和Cl^*产物的离子速度影像
• 6.3.3 丙酰氯分子230nm光解产生CO自由基的图像
• 6.3.4 丙酰氯分子在235nm光解中的相对量子产率
• 6.3.5 光解产物的角度分布
• §6.4 小结
• 第七章 利用飞秒泵浦-探测技术研究碘甲烷B带预解离动力学
• §7.1 引言
• §7.2 实验
• §7.3 结果与讨论
• §7.4 小结
• 第八章 总结与展望
• 附件
• 参考文献
• 博士学位期间发表和完成的论文目录
• 致谢