离子速度成像技术研究2-溴戊烷的光解离动力学

运用离子速度成像技术研究了2-溴戊烷分子在～234 nm处的光解离动力学. 通过分析光解产物Br(²P_3/2)(简称Br)和Br(²P_1/2) (简称Br*)的速度影像,分别得到其速度分布和角度分布. Br和Br*的速度分布可以用两个高斯分布拟合,分别对应于2-溴戊烷在～234 nm处两个独立的光解离反应通道. 高能的高斯分量对应于C-Br伸缩振动模式的直接解离,低能的高斯分量对应于弯曲振动和C-Br伸缩振动耦合所导致的解离. 确定出光解离产物Br的相对量子产率为0.892,结合Br和Br*碎片的各项异性参数和溴原子的相对量子产率,讨论了³Q₀、³Q₁和¹Q₁激发态分别对产物Br和Br*的贡献. 通过对比溴代戊烷4种同分异构体光解离过程的差异,讨论了分子烷基分支化对光解机理的影响.     

2-溴丁烷在约265 nm光解离的离子速度成像

用离子速度成像结合共振增强多光子电离技术研究了2-溴丁烷分子在264.77和264.86 nm(约265 nm)的光解离动力学．从获得的离子速度图像确定了光解产物Br和Br*碎片的速度分布和角度分布．其速度分布可以由一个窄的高斯分布拟合得到,它对应于沿着C-Br伸缩模式的直接解离．2-溴丁烷在约265nm的光解离中¹Q₁←³Q₀的非绝热跃迁在Br离子碎片的产生中起到非常重要的作用, 确定Br(²P_3/2)的相对量子产额为0.621．通过约265和约234 nm处2-溴丁烷光解的比较发现,各向异性参数和相对量子产率随着波长增加而下降,³Q₀和¹Q₁态势能面交叉几率随着波长增加而降低     

离子速度成像系统校准及1,4-氯溴丁烷的紫外光解动力学

大气臭氧层破坏越来越严重, 卤代烷烃在太阳紫外线辐射下解离生成破坏臭氧的游离态卤素原子, 是主要元凶之一. 本文选用碘甲烷作为校准分子, 利用离子速度成像技术和共振增强多光子电离技术测得碘甲烷在266 nm紫外光解离下产生的基态碘原子I(²P_3/2)在不同聚焦电压下的离子速度影像, 得到离子速度成像系统的放大系数N=1.13. 并利用该系统研究了1, 4-氯溴丁烷在～ 234 nm紫外辐射下的解离动力学, 分析讨论了解离产生的基态Br (²P_3/2)和激发态Br^* (²P_1/2)的速度和角度分布信息, 揭示了1, 4-氯溴丁烷在～ 234 nm紫外光解离产生基态Br原子和激发态Br^* 原子的通道都是源于C-Br键排斥势能面上的快速解离. 文中通过计算碎片影像角度分布的各项异性参数β值, 得到了生成基态Br(²P_3/2)和激发态Br^* (²P_1/2) 两个解离通道中的平行跃迁和垂直跃迁比例. 另外, 本文还对氯溴甲烷, 1, 2-氯溴乙烷, 1, 3-氯溴丙烷和1, 4-氯溴丁烷在～ 234 nm下的光解动力学进行比较, 分析得到双卤代烷烃分子解离机理对烷基支链长度的依赖关系.     

使用时间切片离子速度成像技术研究CF2Cl2光解动力学

本文使用时间切片离子速度成像技术结合共振增强多光子电离技术研究了CF₂Cl₂分子在235 nm附近的光解动力学. 通过测量CF₂Cl₂分子在235 nm附近单光子解离产生的氯原子影像，直接得到了解离产物的速度分布和角分布. 激发态氯原子的速度分布包含高动能组分和低动能组分，分别对应³Q₀电子态的直接解离和由于内转换引起的基态预解离. 基态氯原子的速度分布也包含高动能组分和低动能组分，分别对应³Q₀与¹Q₁电子态的预解离和由于内转换引起的基态预解离. 自由基解离通道被确认，二次解离通道和三体解离通道被排除.     

利用时间切片离子速度成像技术对AlO在193 nm的光解反应动力学研究

本文利用时间切片离子速度成像技术对AlO分子在193 nm下的光解反应动力学进行了研究. 实验通过产物Al⁺的离子速度和角度分布分析，发现了两个光解离反应通道，分别为中性AlO分子的单光子解离生成产物Al(²P_u)+O(³P_g)的通道，和AlO分子吸收两个光子电离产生AlO⁺进而解离生成产物为Al⁺(¹S_g)+O(³P_g)的反应通道. 每一个解离通道包括了AlO(v=0∽2)振动态的贡献，其中中性解离反应通道与离子解离反应通道相比，产物的各向异性参数对AlO的振动态依赖更大.     

225∽260 nm波段溴化氰光解动力学系统性研究

本文报道了在自行搭建的时间切片离子速度成像装置上进行的225∽260 nm波段内溴化氰光解动力学的研究. 在该波段内选取了若干溴原子(²P_3/2或²P_1/2)的共振线对产物溴原子的共振电离并采集其切片影像,得到了光解产物的总平动能谱,进而获得了产物氰基的振转态布居等信息. 本文发现了在Br^*通道,产物氰基的内能激发比Br通道低;Br和Br^*通道产物氰基振动的最高布居分别为v=0和1. 另外,还发现对于Br通道,溴化氰分子在长波处与短波处解离时,氰基产物的振转激发差异很大,这揭示了其显著不同的光解动力学.     

二硫化碳分子在204 nm附近的光解离动力学研究：S(3PJ)+CS(X1Σ+)产物通道

本文用时间切片离子速度影像技术研究CS₂分子在204 nm附近的光解离动力学. 在201.36、203.10、204.85和206.61 nm这四个解离波长下,实验清楚地观测到S(³P_J)+CS(X¹Σ⁺)产物通道. 在实验获得的S(³P_J=2,1,0)影像中,对应的CS(X¹Σ⁺)产物的振动态结构得到了部分的分辨. 通过对影像的分析,还获得了解离的总平动能谱以及产物的各项异性参数. 实验观察到的相对小的各项异性参数表明产物更倾向于经历了间接的光解离过程. 这一通道的自旋－轨道禁阻特征也说明了非绝热效应在二硫化碳紫外光解离生成S(³P_J=2,1,0)+CS(X¹Σ⁺)的过程中发挥了重要作用.     

苯和苯胺在深紫外光照射下的电离和解离

本文利用自主研制的反射式飞行时间质谱仪结合177.3 nm深紫外激光研究了苯和苯胺分子的光电离与光解离过程. 质谱实验发现苯在177.3 nm皮秒激光作用下发生高效电离并观测到不对称C-C键解离形成的以C₄H₃⁺为主的较小碎片峰. 相比之下，苯胺的深紫外光电离中主要产生一个C₅H₆^+·离子自由基和一个较小丰度的C₆H₆^+·碎片，分别对应于CNH分子和NH自由基的去除. 结合第一性原理计算，诠释了苯和苯胺这两个仅有一个氨基差异的分子光解离路径，揭示苯和苯胺分子中氢原子转移对于C-C或C-N键断裂的关键重要作用.     

Ti+(CO2)2Ar和Ti+(CO2)n(n=3-7)络合物离子的红外光解离光谱 (cited: 1)

利用脉冲激光溅射-超声分子束载带方法制备了气相Ti⁺(CO₂)₂Ar和Ti⁺(CO₂)_n(n=3-7)络合物离子．采用红外光解离光谱研究了这些选定的质量离子的振动光谱． 对于每一种络合物离子, 在CO伸缩振动频率范围都观察到了振动峰,表明这些离子具有插入的OTi⁺CO(CO₂)_n-1结构． 对于n≦5的OTi⁺CO(CO₂)_n-1离子,其CO振动和CO₂的反对称伸缩振动频率都比自由的CO和CO₂的频率要高,表明CO和CO₂配体与中心金属离子之间主要是静电相互作用．实验结果还表明TiO⁺可以直接络合五个配体(1个CO和4个CO₂分子)．对于n=2络合物体系,除了插入的OTi⁺CO(CO₂)结构以外,还观察到了具有弯曲结构的OCO-Ti⁺-OCO异构体的存在     

Br2+分子离子[1+1]双光子解离动力学

本文利用最近研制的低温离子阱-离子速度成像谱仪在冷离子束中研究了同位素质量分辨的⁷⁹Br₂⁺分子离子的[1+1]双光子激光解离动力学. 借助其1⁴Σ^-_u,3/2态为中间态使⁷⁹Br₂⁺共振吸收两个光子至4∽5 eV区域的高激发态并发生解离. 利用离子速度成像技术获得了光解产物⁷⁹Br⁺的二维速度分布和平动能释放谱. 通过平动能释放谱确定了不同解离能量处量子态分辨的解离产物通道分支比. 光碎片产物的角分布表明⁷⁹Br₂⁺分子离子的双光子解离是1⁴Σ^-_u,3/2态的ΔΩ=0平行跃迁至一个Ω=3/2高解离态发生的. 由于分子激发态中的强自旋-轨道耦合作用，高激发的四重态很可能参与到实验观测的光解过程.     

C-Br bond fission mechanism of 1-bromo-3-chloropropane at 234 and 265 nm

The photodissociation of 1-bromo-3-chloropropane was studied at 234 and 265 nm using ion velocity imaging technique. Bromine fragments in this study were produced via direct dissociation of C-Br bond. The speed and angular distributions of Br^∗ and Br were measured. The appearance of chlorine fragments at 234 nm was assigned to a secondary dissociation process. The contributions of three excited states: ¹Q₁, ³Q₀ and ³Q₁ were estimated at each wavelength. Comparing with previous results, the study reveals more details about the dynamics of molecules with multichromophores.     

新戊基溴和叔戊基溴在234 nm的光解动力学

使用离子速度成像技术研究了新戊基溴和叔戊基溴的234 nm光解动力学. 由于它们具有比正戊基溴更多的支链,因此不仅可以观测到C-Br键的直接断裂,还分别存在一个和两个由于弯曲振动模被激发引起的慢速解离通道,母体分子在C-Br键断裂之前就已经有大量的可资用能被用于激发弯曲振动模. 这些充分说明了新戊基溴和叔戊基溴在234 nm光解中C-Br键的断裂是由于伸缩振动和弯曲振动的耦合而产生的,而不单纯归咎于伸缩振动引起.     

Photodissociation of iodocyclohexane at 266 and 277 nm: Energy partitioning and curve crossing analysis

The photodissociation dynamics of iodocyclohexane (C₆H₁₁I) at 266 and 277 nm has been investigated by ion velocity imaging technique. The velocity distributions, angular distributions and relative quantum yields are obtained for I (²P_3/2) (denoted I) and I (²P_1/2) (denoted I*) fragments. The energy partitioning shows that about 70% of the available energy goes into the internal excitation of the photofragments for both dissociation channels. From the angular distributions, we found the value of the anisotropy parameter β for I* at the corresponding excitation wavelength was less than that for I. Based on the measured angular distributions and relative quantum yields, the relative fractions of each excited state to the products are determined. The curve crossing probabilities between the ³Q₀ and ¹Q₁ states are determined 0.503 at 266 nm and 0.443 at 277 nm.     

Br_2分子在360—610 nm的光解离动力学研究

利用包含转动自由度在内的含时薛定谔方程研究了Br_2分子在波长范围为360—610 nm的光解离动力学.通过计算得到了Br_2分子在四个特征波长处的切片解离影像,并经过分析得到了与切片解离影像相对应的动能分布;计算了Br_2分子在波长范围为360—610 nm内总的动能分布,以及从A,B和C三个电子态解离的碎片各自所对应的动能分布;计算了A,B和C三个电子态各自的解离概率以及碎片产物的分支比Γ(Br~*/(Br+Br~*))随波长的变化.     

乙醛光解动力学的离子速度成像

利用时间切片离子速度成像技术在275～321 nm能量范围内重新研究了乙醛自由基通道CH₃+HCO的光解动力学. 通过共振增强多光子电离的方法探测甲基碎片. 对甲基的伞形振动基态和激发态(v₂=0和1)进行了影像探测. 乙醛通过T₁电子态系间窜越到S₁电子态的解离产物具有很高的动能释放和很低的内能激发,碎片的振动能和转动能随激发能量的增加而增加. 乙醛T₁电子态的势垒高度经测量高于基电子态3.881±0.006 eV.     

Rotational-coherence molecular laser isotope separation

We have proposed a laser isotope separation method, utilizing rotational coherence of a simple molecule. In the scheme, photoexcited molecules are isotopically separated by difference of rotational period between them. To illustrate this method, two-pulse photodissociation of mixed ⁷⁹Br₂/⁸¹Br₂ isotopes has been investigated theoretically. The photodissociation probabilities of ⁷⁹Br₂ and ⁸¹Br₂ have been calculated as functions of time delay between the photoexcitation and dissociation laser pulses. We have demonstrated that isotope enrichment factor of ⁷⁹Br relative to ⁸¹Br can be changed from 0.34 to 1.8, by simply changing the time delay only by 0.2 ns. Additionally, we have shown that this method is effective for heavy isotopes, based on mass dependence of the isotope enrichment factor.