激光烧蚀Al等离子体与甲醇团簇反应中 (CH3OH)nCH3O－的形成

激光烧蚀-分子束(LA-MB) 法是研究金属离子与分子团簇反应的有效方法。在气相条件下,用飞行时间质谱观测到激光烧蚀Al等离子体与脉冲分子束超声膨胀产生的甲醇团簇碰撞反应生成的(CH3OH)nCH3O－(n=3~23)团簇负离子。实验发现,此序列的团簇负离子主要生成于烧蚀激光作用于脉冲分子束的后段,(CH3OH)3CH3O－离子强度始终远远大于其后的离子,并且这些离子随尺寸大小的分布变化平缓。结合量化计算,在B3LYP/6-31G(d)水平上得到(CH3OH)nCH3O－(n=1~4)的可能几何构形,并推断(CH3OH)3CH3O¯为一幻数结构。     

激光溅射Ni等离子体与气相CH3OH团簇的反应

用激光溅射 分子束技术研究了气相中Ni的等离子体与甲醇分子团簇的反应 .观察到Ni+ (CH3 OH) n、NiO+ (CH3 OH) n、H+ (CH3 OH) n、H3 O+ (CH3 OH) n 四个种类的团簇正离子和CH3 O-(CH3 OH) n(n≤ 2 5 )一种团簇负离子 .详细考察了激光烧蚀等离子体作用于脉冲分子束的不同位置时 ,对团簇产物种类和团簇尺寸大小的影响 .发现NiO+ (CH3 OH) n 是由Ni+ (CH3 OH) n 团簇内的脱甲烷反应生成的 ,而H+ (CH3 OH) n、H3 O+ (CH3 OH) n主要是激光等离子体中的电子与甲醇团簇碰撞电离产生的     

A1等离子体与甲醇团簇的反应

利用激光烧蚀-分子束法(LA-MB)对激光烧蚀金属铝靶产生的Al等离子体与脉冲分子束超声膨胀产生的(CH3OH)n团簇在气相条件下的反应进行了研究.烧蚀激光相对于脉冲分子束之间的延时不同,观测到团簇离子序列及团簇尺寸的变化,反映出脉冲分子束状态对反应条件及激光烧蚀等离子体状态的影响.在激光烧蚀发生于脉冲分子束的前段,主要反应产物为Al (CH3OH)n,但团簇尺寸较小;在烧蚀发生于脉冲分子束的中段,主要产物为H (CH3OH)n,团簇尺寸增大,强度减弱;在烧蚀发生于脉冲分子束的后段,观测到尺寸更大的水合质子化团簇H (H2O)m(CH3OH)n.结合团簇离子速度分布的特征,对团簇的产生机理进行了讨论.     

激光溅射Cu等离子体与气相CH3CN团簇的反应

用激光溅射 -分子束技术研究了Cu等离子体与乙腈团簇的气相反应 .观察到Cu+ (CH3 CN) n、CH2 CN+ (CH3 CN) n、H+ (CH3 CN) n 和CH3 CHCN+ (CH3 CN) n 四个种类的团簇离子 .考察了等离子体作用于脉冲分子束的不同位置 ,对团簇产物的种类和尺寸大小的影响 .实验结果表明 ,Cu+ (CH3 CN) n 是由Cu+ 与乙腈团簇直接缔合而成 ,CH2 CN+ (CH3 CN) n、H+ (CH3 CN) n 主要是激光等离子体中的电子与乙腈团簇碰撞电离产生的 ,而CH3 CHCN+ (CH3 CN) n 是由乙腈团簇离子内的离子 分子反应生成的 .     

激光作用下甲醇团簇多光子电离质谱研究

YAG脉冲激光的三倍频输出(355 nm)3光子共振电离由脉冲分子束超声膨胀产生的甲醇团簇,观测到质子化的团簇离子序列(CH3OH)nH (n=1~15),其中n=1~3的团簇离子强度明显大于其他尺寸的团簇离子,而n>3的强度随n的增大依次减小,且这种强度分布特征与电离激光相对于脉冲分子束的延时无关,同时对团簇离子的产生受实验条件的影响作了探讨。结合密度泛函密度泛函理论中的B3LYP杂化方法加6-31G 基组水平上的计算,推测了质子化甲醇离子的结构及稳定性,并讨论了甲醇团簇电离后的质子转移反应生成质子化团簇的机理。而对于另一个水合质子化团簇序列H (H2O)(CH3OH)n,由于溶剂化的影响只在较大尺寸时才出现。     

基于多光子电离的乙醇团簇飞行时间质谱研究

YAG脉冲激光倍频输出的532 nm和355 nm激光对脉冲分子束超声膨胀产生的中性乙醇团簇进行了电离,通过飞行时间质谱测量发现355 nm激光可对其实现3光子共振电离,观测到质子化的团簇离子序列(CH3CH2OH)nH+和 (CH3CH2OH)n (H2O)H+,其中(CH3CH2OH)3H+具有幻数结构.结合密度泛函理论中的B3LYP杂化方法加6-31G++基组水平上的计算,对质子化乙醇离子的结构及稳定性进行了推测,并讨论了乙醇团簇电离后的质子转移反应生成质子化团簇的机理.而对于另一个水合质子化团簇序列(CH3CH2OH)n(H2O)H+,由于溶剂化的影响只在较大尺寸时才出现.     

乙腈和氨水团簇的激光电离实验研究

在355nm激光波长下应用多光子电离和分子束技术研究了乙腈和氨水的混合团簇,所得的团簇离子以(CH3CN) n、(CH3CN)nNH 3和(CH3CN)n(NH3) 为主,中性团簇以二元团簇(CH3CN)n(NH3)m/(CH3CN)n(NH4OH)m为主.离子产物是来源于中性的二元团簇先吸收部分激光能量解离成稳定的小团簇和碎片,然后再发生分子蒸发和电离的过程,并未发生明显的质子转移反应.     

甲醇/水混合团簇的多光子电离质谱研究

利用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪对甲醇/水混合团簇进行了研究.在脉冲激光波长为355 nm条件下观测到团簇离子.主要的电离产物为质子化的(CH3OH)n(H2O)H+(n=l-13)混合团簇离子与(CH3OH)nH+团簇离子,经分析(CH3OH)1o(H2O) H+和(CH3OH)3H+为幻数结构.甲醇水混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因.不同尺寸团簇离子信号强度随电离激光光强变化的光强指数曲线显示,团簇均发生四光子电离过程.     

Cu+、Ag+、Au+与乙硫醇的气相化学反应

利用激光溅射-分子束的技术,结合反射飞行时间质谱计,研究了Cu+、Ag+、Au+与乙硫醇的气相化学反应.结果显示这三种金属离子与(CH3CH2SH)n反应形成一系列团簇离子M+(CH3CH2SH)n,且团簇离子尺寸不一样.Ag+、Au+与乙硫醇的反应还生成了(CH3CH2SH)+n,由此推测Cu+、Ag+、Au+与乙硫醇团簇的反应存在两种通道,一种通道是生成M+(CH3CH2SH)n,另一种是生成(CH3CH2SH)+n.Cu+、Au+与乙硫醇的反应还生成了M+(H2S)(M=Cu、Au),但是实验中没有观察到Ag+(H2S),理论计算表明Ag+(H2S)很不稳定.另外,分析产物离子M+(CH3CH2SH)n的强度发现,n=1～2之间存在明显的强度突变现象.     

氨与甲醇混合团簇的多光子电离质谱及从头算研究

用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪对氨与甲醇混合团簇进行了研究.在脉冲激光波长分别为266nm,355nm和532nm条件下,仅在355nm作用下观测到团簇离子.主要的电离产物为质子化的(CH3OH)n(NH3)mH (n=0~6,m=0~4)混合团簇离子,且各个序列的离子强度随m的增大而减小.经分析,氨与甲醇混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因.不同尺寸团簇离子信号强度随电离激光光强变化的光强指数曲线显示,团簇均发生四光子电离过程.应用量化计算,构造了质量数较小的几个团簇离子的可能的空间几何构型,发现二元团簇离子(CH3OH)n(NH3)mH 是以NH4 作为内核离子,再通过氢键与其它分子组合而构成团簇离子.     

Cu~+、Ag~+、Au~+与乙硫醇的气相化学反应

利用激光溅射 分子束的技术 ,结合反射飞行时间质谱计 ,研究了Cu+、Ag+、Au+与乙硫醇的气相化学反应。结果显示这三种金属离子与 (CH3 CH2 SH) n 反应形成一系列团簇离子M+(CH3 CH2 SH) n,且团簇离子尺寸不一样。Ag+、Au+与乙硫醇的反应还生成了 (CH3 CH2 SH) +n ,由此推测Cu+、Ag+、Au+与乙硫醇团簇的反应存在两种通道 ,一种通道是生成M+(CH3 CH2 SH) n,另一种是生成 (CH3 CH2 SH) +n 。Cu+、Au+与乙硫醇的反应还生成了M+(H2 S) (M =Cu、Au) ,但是实验中没有观察到Ag+(H2 S) ,理论计算表明Ag+(H2 S)很不稳定。另外 ,分析产物离子M+(CH3 CH2 SH) n 的强度发现 ,n =1～ 2之间存在明显的强度突变现象     

多光子电离下醇类团簇中的反应

应用Nd:YAG(Spectra-Physics LAB-170)脉冲激光器输出的355nm紫外激光实现了对甲醇、乙醇及正丙醇的多光子电离,对每一种样品通过质谱技术都观测到了两个质子化团簇离子系列:(R..3OH)nH 和(R1,2,3OH)n(H2O)H (R1,2,3代表CH2、CH2CH2及CH2CH3CH2),结合在HF/STO-3G和B3LYP/6-31G 水平上的从头计算对其反应通道做了分析,发现其产生经过了团簇内部的质子转移反应及离子-分子反应,且质子主要来自于羟基上的氢离子.并结合从头算分析了(R1,2,3OH)nH 的结构,给出了幻数团簇(R1,2,3OH)3H 的构型.同时对(R1,2,3)n(H2O)H 系列只在n值较大时出现做了相应的解释.     

CH3OH在Ga-Rich GaAs(001)-(4×2)表面上的吸附与解离: 团簇模型的密度泛函计算

采用简单团簇模型结合密度泛函理论研究了CH3OH在Ga-Rich GaAs(001)-(4×2)表面上的吸附与解离过程. 计算结果表明, CH3OH在Ga-Rich GaAs(001)-(4×2)表面上首先会形成两种化学吸附状态, 然后CH3OH经解离生成CH3O自由基和H原子吸附在表面不同位置上. 通过比较各个吸附解离路径, 发现解离后的H原子相对更容易吸附在位于表面第二层紧邻的As原子上.     

Adsorption Behavior of CH2 and CH3 on Metal Clusters Cun (n=1-6)

利用密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似(PW91)和杂化泛函(B3LYP)两种理论方法,计算了小分子CH2和CH3在Cun(n=1～6)团簇上的吸附能、电荷布局和振动等吸附性质. 结果表明,B3LYP方法得到的CH2和CH3吸附在Cun团簇上的结果更好一些;CH2在Cun团簇上的吸附要比CH3的吸附强. 吸附过程中也发生电荷从金属Cun团簇上转移到CH2和CH3上的现象. 计算得到的C-H键的振动频率与实验上测量的这两个分子吸附在Cu(111)表面的结果符合得很好     

激光溅射-分子束法研究镁、铝离子与乙腈分子的气相化学反应

利用激光溅射 分子束技术研究了Mg+ 、Al+ 与乙腈分子的气相团簇反应 .根据反射式飞行时间质谱检测的结果发现 ,Mg+ 、Al+ 与乙腈分子反应形成不同尺寸的团簇离子产物 ,其中Al+ 与 (CHCN) n 的结合数n =1～10 ,而Mg+ 与 (CHCN) n 的结合数n =1～ 5 .Al+ (CHCN) n、Mg+ (CHCN) n 团簇离子产物的强度分布都存在明显的强度间隙现象 .Al+ 与 (CHCN) n 进行缔合时 ,出现了两个强度间隙 ;而Mg+ 与 (CHCN) n 进行缔合时 ,则只存在一个强度间隙 .Al+ 的第一强度间隙在n =4～ 5 ,第二强度间隙在n =6～ 7;而Mg+ 的强度间隙在n =2～ 3.     

1-萘酚团簇的紫外光电离质谱研究

用飞行时间质谱仪和超声速脉冲分子束技术研究了紫外激光对1-萘酚(1HN)团簇的电离质谱.观测到(1HN)_n~+系列的团簇离子,且离子强度随团簇尺寸的增大而减小.电离激光的强度(在5μJ/pulse～100μJ/pulse范围内)对团簇离子强度的相对分布影响较小,说明软电离为产生团簇离子的主要过程,团簇离子的强度分布反映出电离前中性团簇的分布特征.增大电离区的进样气压可以产生更大尺寸的团簇离子,同时在(1HN)_n~+后面观测到新系列的团簇离子.这些新生离子与(H_2O)_m有关,考虑到1-萘酚团簇可以通过OH形成H键,推测该新生团簇离子通过团簇内的反应而产生.     

DFT Calculation of Glycine with Methanols Clusters

应用DFT计算方法研究了中性和离子甘氨酸-甲醇氢键团簇Glycine-(CH3OH)n (n=1～6). 对中性和离子的甘氨酸与1～6个甲醇分子组成系列团簇的初始构型在B3LYP/6-13＋G*水平下进行全优化,确定最低能量稳定构型,并对其氢键结构进行分析. 理论预测表明,当n≤3时,在最稳定的中性构型中,所有甲醇分子优先聚集在羧酸基团附近;而在离子构型中,甲醇分子可在氨基和羧酸基团之间形成键桥,且该构型为最稳定构型. 当团簇中的甲醇数量达到5和6时,两种最稳定构型(中性和离子)的能量趋向等同.     

氨团簇（NH3）n的多光子电离质谱研究

在355nm激光作用下,对氨团簇的多光子电离过程进行了研究,发现电离过程中出现了氢团簇离子序列(NH3) n(n=2-6)和氨质子化团簇离子序列(NH3)nH (n=2-15).分析认为在氨团簇的多光子电离过程中仅可能是由于氨团簇在激光作用下遵循了AID机制.而对于实验中出现的氨质子化团簇离子序列,目前实验上的困难暂不能确定其产生的具体途径.     

(LiN3)n(n=1～2)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(LiN3)n(n=1～2)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性和电荷布局等性质进行了理论研究.结果表明,LiN3团簇最稳定构型为直线构型;(LiN3)n(n=1～2)团簇中N-N键长在0.1146～0.1203nm之间,N-Li键长在0.1722～0.1987nm之间;团簇中Li原子全部显正电性,越靠近Li原子的N原子负电性越强,在直线构型的N3-离子中,两端的N原子均具负电荷,而中心N原子具正电荷.     

钨离子团簇与N_2分子的反应性

利用激光蒸发团簇源产生Wn 团簇束 ,团簇束通过一个充有N2 气体分子的低压反应池 ,利用飞行时间质谱探测反应产物 ,在类单次碰撞条件下研究了W 10 -W 50 和N2 分子的反应性 ,在室温条件下测量了N2 分子与W n 团簇反应的反应几率。团簇尺寸在 10～ 2 6原子的团簇与N2 分子的反应几率与团簇尺寸有很强的相关性 ,对n =16,2 2 ,2 3的团簇具有比较高的反应性。W n 与N2 分子的反应性与Wn 与N2 分子的反应性显示出相似的规律性。