有机化合物的激光光化学研究现状

近年来,随着激光技术的发展,特別是紫外波段(400nm)的准分子激光器的出现,以激光为光源研究有机光化学反应的工作不断获得进展。其中激光引发的多光子有机化学反应最引人注目。激光光化学与一般光化学相比,具有得率高、副产物少的优点。本文概括地综述它的现状,并通过讨论激光引发有机光化学反应的一些实例,以引起有机化学工作者的关注。(一)激光引发链式反应过程(1)用波长308nm的XeCl准分子激光器照射1,2-二氯乙烷,可生成氯乙烯。反应装置见图Ⅰ。     

碘甲烷通过Ã态和C态的多光子电离

碘甲烷分子与激光相互作用,发生的光解、激发电离等化学或物理过程已由许多人进行过研究.本文报导用多光子电离飞行质谱和光电子能谱技术研究碘甲烷通过(?)态和(?)态的多光子过程的主要实验结果和结论.实验用Nd:YAG 激光器泵浦染料激光器,可调谐的染料(R590)激光经倍频或与YAG 基频1.06μm 混频后分别得到280nm 或366nm 附近的紫外光,能量为0.2—2mJ/脉冲,时间脉     

甲胺分子多光子电离质谱研究

胜多光子电离飞行时间质谱法，利用可调谐脉冲激光器，测得了甲胺分子在不同激光波长和激光功率下的多光子电离和解离产物。母体离子ＣＨ３ＮＨ＾＋２的离解速常数随激光发波长的增大而减小。     

CDF3的红外光化学

发展了用激光光热探测法探测红外弱吸收的方法.用此法研究了用CDF3在红外激光场下,由多光子吸收引起的选择性光化学过程,以及惰性气体对选择性的影响.在R(12),R(16)和R(26)支发现三个强吸收峰.其中R(12)和R(26)支的吸收在线性吸收谱上是重叠的,R(16)是一个在线性吸收谱中从不出现的新峰,还观察了在TEA CO2激光的R(26)支,CDF3和CHF3混合物的选择性解离,加入稍释气体Ar后选择系数增加,它可解释为CDF3和CHF3之间的碰撞几率减少.     

杂环化合物的红外多光子解离机理的研究

采用TEA CO_2激光器研究了1,4-二氧六环、吡咯烷和噻吩等杂环化合物的红外多光子解离过程,探讨了解离机理,给出解离率与激光能流的关系。解离阈值分别为0.85、1.0、1.5J/cm~(-2)。     

9-戊基咔唑-3,6-双-(炔苯基-4-甲酸乙酯)的合成与双光子特性研究

采用钯催化的碳碳偶合反应合成了9-戊基咔唑-3,6-双-(炔苯基-4-甲酸乙酯)(I).进一步研究了化合物I在四氢呋喃和40%四氢呋喃水溶液中的光物理性质,结果显示,化合物I在40%四氢呋喃水溶液中的紫外吸收峰位置与其四氢呋喃溶液相比没有发生明显移动,它在40%四氢呋喃水溶液中的单光子荧光发射峰出现在453 nm,较其在四氢呋喃溶液的发射有42 nm红移,其荧光量子效率为0.44.用波长为660 nm飞秒激光激发时,化合物I在40%四氢呋喃水溶液中的双光子荧光发射最大峰红移至489 nm,其双光子吸收截面值为251GM,比其在四氢呋喃溶液中的截面(151 GM)增强了60%.     

红外激光光化学

红外激光光化学是七十年代随着激光的出现而发展起来的崭新学科,它有着广阔的前景。激光的特点是高度的单色性和高强度。近年来,逐渐成为化学工作者从事研究的有力工具,吸引着越来越多的人进行这方面的工作。随着高能量连续和可调频脉冲CO_2激光器的发展以及超短脉冲技术的应用,红外激光光化学将成为一个引人注目的活跃领域,它在一些化学反应中所起的作用,已显示出了强大的生命力。本文拟以用CO_2激光诱导的几种有机化学反应为例,对红外激光光化学作一简介。     

OCS分子的共振多光子电离光谱

OCS分子的真空紫外吸收光谱早有研究,但有关OCS分子的多光子电离光谱尚未见报导。我们利用可调脉冲激光器,研究了OCS分子的共振多光子电离光谱。首次观察到OCS分子在277—285nm波长范围内的多光子电离光谱。OCS由硫氰酸铵和硫酸反应制取,经多次低温蒸馏纯化。产物通过FT-IR红外光谱和     

溴代烷烃在紫外波段的光解离过程

在飞行时间质谱仪中，采用波长为234 nm和267 nm的激光，研究溴代烷烃CHBr3、CH2Br2、C2H5Br及C2H4Br2的光离解过程.在UV激光的作用下，溴代烷烃分子主要发生的是吸收1个光子解离出Br原子，然后继续吸收光子发生Br原子的（2＋1）共振增强多光子电离的过程.其中由溴代烷烃分子解离得到的Br原子可能存在着两种布居：基态Br(2P03/2)及激发态Br*(2P01/2).研究解离得到的Br原子的分支比 N(Br*)/N(Br)，并给出测量结果：溴代烷烃分子解离得到的Br原子在267 nm激光作用下的分支比明显大于在234 nm激光作用下的结果.对此多光子过程的机理，也进行了分析讨论.     

强双光子吸收引发的聚合反应

近年来 ,具有强双光子吸收性能的有机材料[1] 在双光子荧光显微术[2 ] 、光限幅[3] 和激光转换[4 ] 等领域中的应用引起了各国学者的广泛关注 ,强双光子吸收引发的聚合反应[5～ 8] 及其应用尤其令人瞩目 .与传统的紫外光引发的聚合反应相比 ,强双光子吸收引发的聚合反应有两个明显特征 :(1 )双光子吸收的强度与入射光强的平方成正比 ,因而在入射激光光束密聚焦的情况下 ,聚合反应只发生在入射光波长立方 (λ3)范围的微小体积内 ;(2 )聚合反应的辐照光源为可见 -近红外激光 ,长波长使得入射光的损耗较小 ,因此在介质中的穿透性好 .同时由于双…     

新型以若丹明染料为母体的三发色团化合物的荧光性能

若丹明染料作为一种重要的激光染料,它们具有较高的荧光量子效率。这类染料在紫外区的吸收是相当小的,于是,当它们被使用在横向泵浦激光装置上时,就需要相当高的染料浓度,这样才能有效地吸收紫外泵浦光(如XeCI激光器,308 nm)。问题是,这类染料的发射光谱与其吸收光谱的低能量部分有重叠,亦即它门的Stokes位移较小,并且由于染料的荧光量子效率通常小于100,以致使一部分染料的激发辐射被基态染料分子再吸收,从而导致激发辐射的损失。与此同时,为了有效吸收泵浦光能量,染料的浓度通常很高,这样,激发辐射损失就会相当大。     

VA族元素氢化物的紫外光解和多光子电离 Ⅳ. SbH3分子的紫外激光光解和多光子电离

用ArF激光(193 nm)光解锑化氢, 首次获得了在波长为403-700 nm间的SbH_2发射光谱, 其辐射寿命为70±20 ns。还检测到了五十余条Sb(6s→5p)在紫外区的光谱谱线以及离子信号。它们都是多光子过程的产物。     

VA族元素氢化物的紫外光解和多光子电离 Ⅳ.SbH_3分子的紫外激光光解和多光子电离

用ArF激光(193nm)光解锑化氢,首次获得了在波长为403-700nm间的SbH_2发射光谱,其辐射寿命为70±20ns。还检测到了五十余条Sb(6s→5p)在紫外区的光谱谱线以及离子信号。它们都是多光子过程的产物。     

CF_3I在强红外场下的多光子解离

本文用TEA CO_2激光9.6R(14)支作激发光源,富里叶变换红外光谱仪作分析手段,NO,O_2作CF_3自由基的捕捉剂,研究了CF_3I红外多光子解离的动力学。实验发现,O_2和NO均可用来捕捉CF_3I的红外光解产物CF_3自由基。从对CF_3I的红外多光子解离率与外加气体压力的变化关系的研究,以及CF_3I红外多光子吸收的测量,揭示出该分子在受红外激光激发时,具有小分子的特性。同时也观察到外加气体对早期瓶颈效应的消除。在无碰撞及早期瓶颈效应可忽略状态下,用能量间隔主方程对多光子解离率与激光能量密度的变化关系作了拟合,得出了与实验比较一致的结果。     

聚合方法对聚苯胺性能的影响北大核心CSCD

分别通过苯胺的化学氧化以及N,N-二氯对苯醌二亚胺与对二溴苯格氏试剂在Ni(Ⅱ)配合物催化下共聚等两种方法合成了聚苯胺。对两种方法所获得的聚合物通过红外光谱(FT-IR)、紫外可见吸收光谱(UVVis)、循环伏安(CV)、充放电等对聚合物进行了表征和性能测试。结果表明,化学氧化法合成聚苯胺的紫外-可见吸收光谱中,在600nm处出现最大吸收峰,而金属配合物催化法合成的聚合物最大吸收峰出现在443nm。两种聚合物都具有可逆的氧化-还原性能,其氧化峰分别出现在0.26eV和0.49eV处。     

CF3I在强红外场下的多光子解离

本文用TEA CO_2激光9.6R(14)支作激发光源, 富里叶变换红外光谱仪作分析手段, NO, O_2作CF_3自由基的捕捉剂, 研究了CF_3I红外多光子解离的动力学。实验发现, O_2和NO均可用来捕捉CF_3I的红外光解产物CF_3自由基。从对CF_3I的红外多光子解离率与外加气体压力的变化关系的研究, 以及CF_3I红外多光子吸收的测量, 揭示出该分子在受红外激光激发时, 具有小分子的特性。同时也观察到外加气体对早期瓶颈效应的消除。在无碰撞及早期瓶颈效应可忽略状态下, 用能量间隔主方程对多光子解离率与激光能量密度的变化关系作了拟合, 得出了与实验比较一致的结果。     

聚合方法对聚苯胺性能的影响

分别通过苯胺的化学氧化以及N,N-二氯对苯醌二亚胺与对二溴苯格氏试剂在Ni(Ⅱ)配合物催化下共聚等两种方法合成了聚苯胺。对两种方法所获得的聚合物通过红外光谱(FT-IR)、紫外可见吸收光谱(UVVis)、循环伏安(CV)、充放电等对聚合物进行了表征和性能测试。结果表明,化学氧化法合成聚苯胺的紫外-可见吸收光谱中,在600nm处出现最大吸收峰,而金属配合物催化法合成的聚合物最大吸收峰出现在443nm。两种聚合物都具有可逆的氧化-还原性能,其氧化峰分别出现在0.26eV和0.49eV处。     

Fe(CO)_5多光子解离和电离动力学

过渡金属羰基化合物是石油化学工业中广泛应用的一类催化剂。对于其催化机制的关心已激起人们对其光物理,光化学和反应动力学等方面的研究兴趣。本文报道在Fe(CO)_5分子束条件下用强紫外激光进行的多光子电离和解离动力学研究。     

碘代烷烃在532 nm激光作用下多光子电离解离机理

利用５３２ｎｍ的激光对碘代烷烃（碘甲烷、碘乙烷、碘代正丙异丙烷）分子作了多光了电离解离（ＭＰＩＤ）质谱（ＭＳ）研究,在５３２ｎｍ激光作用下,ＣＨ３Ｉ分子吸收５３２ｎｍ激光双光子的能量,进入Ａ带的ＩＡ２态,继续吸收光子上泵浦至电离态形成母体离子ＣＨ３Ｉ,然后再形成碎片离子;而其它几个碘代烷烃吸收双光子的能量进入Ａ带后均形成中性碎片,中性碎片再吸收光子经一系列电离解离形成碎片离子,此外,本文还通过对同     

强红外激光场作用下固体甲酸铀酰的光解反应研究

关于在强红外激光场作用下多原子分子在气相介质中的多光子吸收(MPA)和解离(MPD)巳经进行过大量的研究.但是,在固相介质中这方面的研究尚属少见.迄今为止,只有Ambartzumyan等报道的TEA-CO_2激光使冻结在隔离基体上(isolated-matrix)的SF_6分子发生选择性的光解反应,以及Karlov等用类似的方法对BCl_3分子的光解反应研究.最近我们研究了一系列固体甲酸铀酰化合物的红外光谱,发现其中UO_2~(2+)基团的反对称振动频率v_a均在912—952cm~(-1)范围,与TEA-CO_2激光支线频率相符.本文研究TEA-CO_2激光作用下,单结晶水甲酸铀酰和碱式甲酸铀酰化合物发生光解反应的共同特性,并根据实验结果,初步提出了该光解反应的可能机理,即在强红外激光场下,这些化合物可以吸收多个光子而达到具有较高能量的振动激发态,在具有还原性的甲酸根离子作用下发生光解反应.