紫外光谱表征二乙三胺五乙酸(DTPA)与镨钕络合行为的差异

先前的工作指出,在水相中引入二乙三胺五乙酸(DTPA),可以显著提高镨钕的萃取分离系数。但是,关于水溶液中DTPA与镨钕络合行为差异的研究并不深入,无法实现镨钕分离的有效控制。本文采用紫外光谱表征手段,研究了水溶液中不同浓度的DTPA与镨钕络合行为的差异。结果表明,当DTPA与镨钕浓度比在1.25~2.5间变化时,Nd(Ⅲ)与DTPA的混合溶液出现明显的络合物吸收峰,但Pr(Ⅲ)与DTPA的混合溶液没有出现络合物吸收峰。在该浓度范围内,DTPA对镨钕的络合行为差别达到最大,可以实现强化镨钕的萃取分离。     

全内反射紫外光谱原位研究稀土离子萃取的界面反应动力学

研究稀土离子的萃取动力学行为特性有利于了解其萃取过程微观机制,但以往传统的萃取动力学研究方法无法原位获取萃取反应过程的油水两相界面分子层次微观信息。本文提出一种全内反射紫外光谱的方法,原位研究稀土离子在油/水相界面的萃取反应动力学。采用拟一级反应动力学模型对稀土离子紫外吸光度值随时间的变化进行了拟合,得到了表观反应速率常数。研究成果为进一步深入研究离子在界面的微观动态行为奠定了基础。     

稀土离子对人血清白蛋白动态结构性质影响的23Na NMR研究

利用²³Na作为探针磁核,通过弛豫分析发现:稀土离子与HSA络合后使蛋白质分子体积膨胀,链段活动性增加,表现为相关时间(τ_c)减小;HSA可能至少有了3个高亲和位点可络合稀土离子;稀土离子诱导的HSA动态结构变化在某种程度上具有可逆性,即当高亲和位上的稀土离子被螯合剂在取后,膨胀伸展的结构趋于恢复原有状态。     

稀土离子对人血清白蛋白动态结构性质影响的￣（23）NaNMR研究

利用￣（２３）Ｎａ作为探针磁核，通过弛豫分析发现：稀土离子与ＨＳＡ络合后使蛋白质分子体积膨胀，链段活动性增加，表现为相关时间（τ＿ｃ）减小；ＨＳＡ可能至少有了３个高亲和位点可络合稀土离子；稀土离子诱导的ＨＳＡ动态结构变化在某种程度上具有可逆性，即当高亲和位上的稀土离子被螯合剂在取后，膨胀伸展的结构趋于恢复原有状态。     

HD~+分子的强场光解离动力学及其量子调控的理论研究

利用精确求解原子核与电子耦合运动的三维含时量子波包法,理论研究了HD~+分子在强激光场中的光解离动力学,并给出了量子调控HD~+分子光解离通道的理论方案.通过分析HD~+分子在不同的初始振动态和激光场强度下的光解离动力学过程及其解离核动能谱,得出了HD~+分子的光解离机理及其随激光场强度的变化规律.研究结果表明,利用激光场的强度可以实现HD~+分子光解离通道的量子调控.当激光场强度I_1=4.0×10~(13) W/cm~2时,HD~+分子的光解离主要是通过净单光子吸收解离和净双光子吸收解离;当激光场强度增大到I_2=2.0×10~(14) W/cm~2时,直接双光子吸收解离取代了净单光子吸收解离,净双光子吸收解离的比重也下降了.     

应用阈值光电子-光离子符合成像研究能态选择的离子解离动力学

阈值光电子-光离子符合测量是制备和分析能态选择离子性质的高效实验方法.本文回顾了这一技术与合肥同步辐射真空紫外光电离相结合的近期应用,特别是在离子基本参数测量和解离动力学中的研究.通过对电子和符合离子的同步速度聚焦测量,带电粒子的收集效率、电子能量分辨和离子平动能分辨率都得到了大幅提高,通过对特定能态离子解离碎片平动能和角度分布的直接测量,研究了各种非绝热效应,如椎间贯穿、内转换等,在解离过程中的重要作用.此外,在此基础上质量选择的阈值光电子能谱在复杂体系的同分异构体甄别方面也展示出超乎寻常的优势.     

飞秒光物理与介观光学研究获新进展

 北京大学“飞秒光物理与介观光学”创新研究群体采用周期量级飞秒激光系统和冷靶反冲离子动量谱仪装置,首次在实验中通过改变周期量级飞秒激光的载波相位,实现对一氧化碳分子二价电离态的非对称解离通道的控制,同时也实现分子三价离子的非对称解离通道的控制。通过实验证实在一氧化碳分子电离和解离过程中,电子再碰撞激发引起的解离以及电子再碰撞引起电离是主要过程,这两个过程是相互竞争的,并可通过改变激光脉冲载波相位进行调控。该研究工作表明,通过超快光场控制电子再散射波包与分子离子的相互作用,可以在分子电子态水平上实现对分子高阶电离和解离通道过程的操控。研究工作发表在Physical Review Letters 106,073004（2011）。
研究工作得到国家自然科学基金委“创新研究群体”项目,国家重大基础研究计划（973）项目和北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室的资助。     

四氟化碳分子电离解离过程中的异构化动力学

采用离子动量成像谱仪研究了能量为1.0 ke V的电子束碰撞条件下CF₄分子的解离动力学.实验上,对解离离子的三维动量进行了成像测量,通过离子飞行时间关联谱识别了CF₄²⁺异构化生成F₂⁺分子的两个通道:F₂⁺+CF₂⁺与CF⁺+F₂⁺+F,得到了两个通道的离子动能及动能释放分布.对于其中的三体解离通道,我们进一步采用Dalitz图与Newton图等三体动力学分析方法对解离碎片的动量关联进行了分析.该通道以两个带电离子的背对背出射为主,中性的F原子作为旁观者只得到极小的反冲动量.     

应用反射式飞行时间质谱仪研究氨团簇离子解离动力学

用直射式和反射式飞行时间质谱研究了氨分子团簇体系在３５５ｎｍ激光下的多光子电离,得到一系列的质子化团簇离子（ＮＨ３）ｎＨ＾＋,同时还观察到超价氨团簇离子（ＮＨ３）ｎＨ＾＋２。在反射式飞行时间质谱研究中观测到质子化氨团簇离子在自由飞行过程中的解离现象,表明在该实验条件下生成的质子化氨团簇离子是一些亚稳态团簇离子。对子离子产率的分析,得到质子化团簇离子解离速率常数,从而可以估计亚稳态团簇离子的寿命。团     

中能Ne~(4+)离子诱导的羰基硫分子三体碎裂动力学分析

利用反应显微成像谱仪开展了56 keV/u的Ne~(4+)离子与羰基硫(OCS)气体的交叉碰撞实验,研究了Ne~(4+)离子诱导的OCS~(3+)的碎裂动力学.通过符合探测三个末态离子,重构了OCS~(3+)离子三体碎裂对应的牛顿图和Dalitz图,并明确区分了直接解离和次序解离两种碎裂过程.重构了OCS~(3+)离子解离过程的动能释放(KER)分布,发现其峰值在25 eV处,同时在18 eV处有肩膀结构的存在,其中25 eV左右的峰来源于直接解离过程,18 eV处的肩膀结构来源于次序解离和非次序解离两种过程.通过分析不同能量和不同电荷态下重离子碰撞实验所得到的KER谱,发现微扰强度不是影响态布居的主要因素.OCS~(3+)次序解离中的第二步KER的峰值在6.2 eV处.结合以往的实验结果,我们得出结论:多电离态的分子发生次序碎裂的根源在于二价离子碎片存在亚稳态,而重构得到的第二步KER可以反映亚稳态离子的电子态信息.     

氟利昂F1110分子在飞秒激光脉冲作用下的多光子解离动力学

含氟利昂在内的含氯化合物在太阳光辐射下解离生成破坏臭氧的游离态氯原子, 是破坏大气臭氧层的主要元凶. 本文利用飞行时间质谱技术及离子速度成像技术研究了氟利昂F1110(四氯乙烯)分子在800 nm飞秒脉冲光作用下的多光子解离动力学. 利用飞行时间质谱探测技术, 得到了四氯乙烯在800 nm飞秒激光脉冲作用下发生多光子解离产生的碎片质谱, 发现了两个主要碎片离子C₂Cl₃⁺和 C₂Cl₂⁺. 对应的解离机理分别为单个C-Cl键断裂直接生产氯自由基C₂Cl₄⁺→C₂Cl₃⁺ +Cl 和两个C—Cl 键断裂C₂Cl₄⁺→C₂Cl₂⁺+2Cl: 利用离子速度成像技术对这两种机理产生的碎片离子进行成像, 得到了C₂Cl₃⁺ 和C₂Cl₂⁺ 离子的速度影像. 分析发现这两个碎片离子的动能分布均可由两个高斯分布曲线拟合, 说明这两种解离机理分别还对应了两种解离通道. 通过影像分析得到了解离的平动能分布和角向分布各向异性参数等详尽的动力学信息. 通过高精度密度泛函理论计算对解离动力学进行了进一步的分析和讨论.     

稀土铽离子与去甲肾上腺素的荧光反应及其分析应用

实验发现稀土铽离子能与去甲肾上腺素发生络合反应 ,并发射出铽离子的特征荧光。在对铽离子与去甲肾上腺素的络合发光反应进行了详细研究的基础上 ,提出了一种简便、快速、灵敏检测去甲肾上腺素的新方法。在激发波长为 30 0nm ,发射波长为 5 4 5nm处测定其荧光强度 ,去甲肾上腺素浓度在 0 0 1～ 5 0 μg·mL-1范围内与体系的荧光强度具有良好的线性关系 ,相关系数为 0 9990 ,检出限为 1 0ng·mL-1(S/N=3)。该法应用于去甲肾上腺素药物的测定 ,结果令人满意。     

钨空位捕获氢及其解离过程的分子动力学

氢(H)同位素滞留问题是聚变堆第一壁材料设计的关键,而深入理解H在缺陷(如空位)处的非均匀形核长大过程有助于揭示H起泡及滞留的机制.针对第一壁材料钨(W)中空位捕获H及其解离的动力学过程开展研究,通过耦合捕获和解离两过程,构建新物理模型,避免了原单一过程的物理模型需准确记录相应事件首次发生时间的不足,另外新模型可同时提取解离系数和有效捕获半径等动力学参数.通过分子动力学模拟发现新模型能较好地描述W中空位-H复合体对H捕获和解离的动力学过程,根据空位-H复合体随时间的演化曲线,提取了有效捕获半径和解离系数等动力学参数.一方面能为动力学蒙特卡罗和速率理论等长时空尺度方法提供输入参数,另一方面促进了分子动力学的发展,进而实现了以较低计算资源获得更可靠的计算结果.     

微纳尺度稀土掺杂晶体的量子相干性能及其应用研究进展

稀土离子掺杂晶体具有稳定的固态物性和出色的能级跃迁相干特性,在量子信息应用研究,尤其是发展量子存储设备方面独具潜力.除了宏观的块状稀土离子单晶,微纳尺度稀土离子晶体在高度集成的杂化量子系统和微型化量子设备方面也具有广泛的应用前景,且其制备难度较低,在体积、形状和组分调控上更具灵活性.因此,开发高性能的微纳尺度稀土离子晶体系统,并对其量子态进行精密探测与操控,已成为量子信息领域的重要研究方向之一.本文结合稀土离子晶体的高分辨和相干光谱学表征技术,综述了近年来微纳尺度稀土离子晶体在材料制备加工、量子相干性能测量、物理机理探索以及量子器件开发等方面的研究进展,对其在量子存储、量子频率转换、量子单光子源以及量子逻辑门等方面取得的最新研究进展进行了总结.最后,对微纳尺度稀土晶体材料及其信息器件研究过程中可能的改进方向和策略进行了讨论.     

稀土-水杨酸-邻菲啰啉三元配合物的合成及荧光性能

以水杨酸(H2sal)和1,10-邻菲罗啉(phen)为配体,合成了3种稀土离子(RE3+)(RE=Eu、Tb、Tb/Ce)的三元配合物.通过EDTA稀土络合滴定分析与C、H、N元素分析,确定了配合物的组成,测定了配体及配合物的红外光谱,详细研究了配合物溶液的荧光性质.     

氟利昂F114B2分子在飞秒紫外辐射下的解离动力学

含氟利昂在内的卤代烷烃在太阳光辐射下解离生成破坏臭氧的游离态卤素原子,是破坏大气臭氧层的主要元凶.利用飞秒激光技术结合飞行时间质谱以及离子速度成像探测技术研究了氟利昂F114B2(四氟二溴乙烷)分子在267 nm飞秒激光辐射作用下的多光子电离解离动力学.利用飞行时间质谱技术,得到了四氟二溴乙烷在267 nm飞秒激光脉冲作用下发生多光子解离产生的质谱,发现三个主要碎片离子C_2F_4Br~+,C_2F_4~+,和CF_2Br~+,分别对应了三种主要的解离机理:1)单个C—Br键断裂C_2F4_Br_2~+→C_2F_4Br~++Br;2)两个C—Br键断裂C_2F_4Br_2~+→C_2F_4~++2Br;3)C—C键断裂C_2F_4Br_2~+→CF_2Br~++CF_2Br.实验采用离子速度成像技术对最主要的碎片离子C_2F_4Br~+进行成像,发现该碎片离子的动能分布可由三个高斯分布曲线拟合,说明单个C—Br键断裂机理对应于三种解离通道.通过影像进一步分析还得到了三个通道的平动能和角分布各向异性参数等详尽的动力学信息.通过密度泛函理论计算对解离动力学进行了进一步的分析和讨论.     

铜离子存在下凹凸棒对锌离子的吸附特性

研究了铜离子存在的竞争体系下凹凸棒对锌离子的吸附特性,分析了吸附时间、吸附质浓度对吸附的影响.吸附动力学研究表明,与单一体系相比,凹凸棒对锌离子的吸附速率受铜离子竞争吸附能影响而大大减慢.准二级动力学方程和Langniuir吸附模型可以很好地描述竞争体系下锌离子在凹凸棒上的吸附过程.与单一体系相比,在竞争体系下凹凸棒对...     

三脚架型稀土配合物的1H NMR研究

报道了稀土离子与三脚架配体N,N-二（2-苯并咪唑亚甲基）-N-（2-吡啶亚甲基）胺（L）和安替吡啉（L′）形成的二元稀土及三元稀土固体配合物的制备. 配合物在不同溶液中的¹H NMR,并结合配合物晶体结构、IR及电荷布居计算,探讨了配体在溶液中的配位形式.在CH\-3CN中,配体L以四齿配位,L′用羰基氧 配位,稀土离子在二元与三元配合物中的配位数分别为10和7.在三元配合物中,由于三个L′的空间位阻作用,将阴离子与溶剂分子排斥出稀土离子的配位层.在DMSO中,由于强极性的溶剂分子参与Ln³⁺的配位竞争,配合物发生了解离.     

BrCN分子的电子碰撞离子对解离（英文）

离子对解离是一类重要的分子过程,常发生于分子被激发到超激发态.与光激发的离子对解离实验研究不同,电子碰撞的相关过程研究尚存在实验挑战,特别是在测定其阈值方面.本文报道了相关的利用单色化电子碰撞分子的实验研究进展.以BrCN→Br~-+CN~+离子对解离为例,根据CN~+离子出现能测定其解离阈值为13.78 eV,同时在16.09 eV获得了CN~+离子的时间切片速度影像且显示出动量分布的各向异性.     

质子化的分子团簇中的氢键重排和溶剂效应引起的质子转移

综述了分子离子团簇中的氢键重排和溶剂效应引起的质子转移。用红外光谱研究离子阱光谱仪中的团簇离子的振动预解离光谱，并结合从头计算法（Ｂ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ水平）分析了它们的详细动力学行为。