飞秒时间分辨的光电子影像对3-甲基吡啶分子超快动力学研究(英文)

利用飞秒时间分辨的光电子影像技术结合时间分辨的质谱技术,研究了3-甲基吡啶分子激发态的超快过程.实时观察到了3-甲基吡啶分子S2态向S1态高振动能级的超快内转换过程,该内转换的时间大约为910fs.二次布居的S1态主要通过内转换衰减到基态S0,该内转换的时间尺度为2.77 ps.光电子能谱分布和光电子角分布显示,S2态和S1态在电离的过程中跟3p里德堡态发生偶然共振.本次实验中还用400 nm两个光子吸收的方法布居了3-甲基吡啶的3s里德堡态.研究表明,3s里德堡态的寿命为62 fs,并主要通过内转换快速衰减到基态.     

氯甲烷分子在13至17 eV激发能量范围内的电离解离

利用阈值光电子-光离子符合飞行时间质谱研究了氯甲烷分子在13至17eV激发能量范围内的光电离和光解离动力学.在此能量范围内,电离产生的CH3Cl+离子处于A2A1和B2E电子激发态.两电子态均为完全解离态,可生成CH3+和CH2Cl+碎片离子,其中CH3+是最主要的解离产物.拟合CH3+离子的符合飞行时间质谱峰形,可以得到CH3Cl+离子解离过程中释放的平动能分布,结果显示CH3Cl+离子A2A1态解离生成CH+3的过程接近直接解离机理,而B2E态的解离过程则具有统计解离的特征.此外,结合理论计算的势能面信息,我们推测在A2A1态出现的CH2Cl+碎片离子来源于CH3Cl分子自电离产生高振动激发的CH3Cl+(X2E)离子统计解离过程.     

脉冲光电子枪中光电子束性能研究

利用新设计的脉冲光电子枪,研究了光电子束的能量分布,光电子数密度与激光强度的关系和光电子在电离区内的滞留时间。大部分电子的能量为光发射电子的剩余能量,但是由于电子的空间电荷效应,电子能量分布具有加宽现象·每个激光脉冲发射到电离区内的光电子数密度在109/cm3以上。     

丙烯酸分子的激发态超快预解离动力学

利用飞秒泵浦-探测技术结合飞行时间质谱(TOF-MS),研究了丙烯酸分子被200nm泵浦光激发到第二电子激发态(S2)后的超快预解离动力学.采集了母体离子和碎片离子的时间分辨质谱信号,并利用动力学方程对时间分辨离子质谱信号进行拟合和分析,揭示了预解离通道的存在.布居在S2激发态的分子通过快速的内转换弛豫到第一电子激发态(S1),时间常数为210fs,随后再经内转换从S1态弛豫到基态(S0)的高振动态,时间常数为1.49ps.分子最终在基态高振动态势能面上发生C-C键和C-O键的断裂,分别解离生成H2C=CH和HOCO、H2C=CHCO和OH中性碎片,对应的预解离时间常数分别约为4和3ps.碎片离子的产生有两个途径,分别来自于母体离子的解离和基态高振动态势能面上中性碎片的电离.     

光电子成像方法研究Xe时间分辨多光子电离过程

利用自行研制的离子成像检测器研究了Xe的飞秒时间分辨双色多光子电离过程.Xe的408nm多光子电离对比实验结果表明,该离子成像检测器与相应的进口产品具有相近的光电子能量分辨率.在272nm飞秒激光作用下,3光子电离产生能量为1.57和0.26eV的光电子,分别对应于Xe+的两个自旋态;在408nm飞秒激光作用下,还观察到第一级阈上电离产生的光电子.在双色飞秒时间分辨实验中,随着两束光相对时间的改变,光电子能谱出现了一系列的变化;随着两束光时间重合程度的增加,由双色多光子电离(3+1'或4'+1)产生的光电子信号逐渐加强;在第二束光的作用下,由第一束单色光产生的光电子出现能量红移,第二束光同时也导致中间态布居数减少.这种光电子能谱的红移现象反映了原子体系中激光场诱导有质动力势的时间分辨动态调制过程.     

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     

热稳定体相还原态对二氧化钛气敏应用重要性的实验证实

TiO₂ 中体相还原态与气敏性质之间的关系已有理论预测但一直未得到实验验证. 在此, 我们报道一种利用多孔无定型二氧化钛作前驱体制备含热稳定体相还原态TiO₂ 的化学方法. 紫外-可见漫反射光谱, 电子顺磁共振波谱(EPR)以及X-射线光电子能谱(XPS)证明所获材料中含有的体相还原态为热稳定的Ti³⁺离子以及捕获电子的氧缺位. O₂-程序升温脱附测量结果表明, 体相还原态的存在可以显著提升二氧化钛表面对氧分子的吸附作用. 所获得的体相还原纳米材料不仅表现出优越的对有机分子(乙醇、甲醇及丙酮)的传感性和快速响应性, 而且具有对CO 传感的良好选择性(相对于CH₄ 和H₂). 测试结果证实了TiO₂ 传感材料中体相还原态的重要性, 材料的气体传感性能与TiO₂ 表面氧气分子吸附作用密切相关.     

NiO-MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂硫化过程研究

利用TPR(程序升温还原)、TPS(程序升温硫化)及恒温还原硫化技术研究了实验室制备的NiO-MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂在不同硫化剂(H_2S、CS_2)硫化过程中的反应情形。实验结果表明,H_2S容易硫化氧化态样品,而CS_2/H_2容易硫化还原态样品。提出了还原硫化反应机理——H_2S可以直接通过S—O交换硫化样品,CS_2/H_2需要被加氢生成H_2S,再以后者硫化样品。CS_2/H_2的硫化过程是先还原后硫化。提出了以CS_2/H_2作硫化剂的硫化程序。     

加氢精制催化剂的状态对吡啶加氢脱氮活性的影响

发现在同样反应条件下,各种不同类型的加氢精制催化剂还原态比硫化态的吡啶加氢脱氮活性要高得多,某些催化剂的吡啶脱氮率甚至要高出一个数量级以上。通过研究Ni/Ni+W原子比与硫化态和还原态NiO-WO_3/Al_2O_3催化剂吡啶加氢脱氮活性的关系,可以清楚地看出:在硫化态催化剂中钨的硫化物是主要活性组份,而镍的硫化物是助剂;另一方面,在还原态催化剂中主要活性物质是镍。通过对吡啶加氢脱氮反应机理的分析,认识到金属Ni和金属Co不仅具有很高的加氢功能,对氮己环中的C-N键断裂也具有很高的氢解功能。用热重法对NiO-WO_3/Al_2O_3催化剂体系进行还原动力学研究的结果表明:催化剂的还原度和初始还原活化能与吡啶加氢脱氮活性之间有很好的对应关系。对催化剂还原过程的动力学数据分别用Elovich方程和核增长模型进行数据处理,结果表明,Elovich方程能更好地反映催化剂还原的动力学特征。     

单光子/光电子电离-膜进样质谱法在线检测水中醚类汽油添加剂

采用膜进样-光电子磁场增强电离(MEPEI)/单光子电离(SPI)复合电离源飞行时间质谱(TOF-MS)在线分析水中醚类汽油添加剂:甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、甲基叔戊基醚(TAME)和二异丙基醚(DIPE)。膜进样方式无需样品前处理,通过渗透蒸发实现液体样品在线富集;SPI电离碎片离子少,谱图简单,可利用分子离子进行快速的半定性分析;MEPEI产生样品分子碎片可精确定性同分异构体,从而克服直接进样时复杂基质中重叠峰解析的难题。在最优实验条件下:膜温度为60℃,膜厚度为50μm,膜面积为160 mm2,单个样品分析时间小于100 s。MTBE,ETBE,TAME和DIPE的检出限分别达到5.5,4.8,3.3和4.3μg/L。本方法成功应用于模拟地下水中MTBE类汽油添加剂的快速检测。     

溴碘化银核壳乳剂中电子的捕获和复合

本文应用双注仪制备了在核表面进行不同程度还原增感和一系列溴碘化银核壳乳剂,在不同条件下测定了核表面形成的不同还原增感中心对乳剂微晶光电子衰减动力学及发光光谱的影响。结果表明:在一定增感温度和时间条件下,当Na₂SO₃用量低于5.4mg/molAg时光电子衰减动力学为二级反应,而当Na₂SO₃用量超过27mg/molAg时,增感中心一部分作为空穴陷阱,另一部分作为电子陷阱,光电子衰减速率决定于电子的捕获和复合,光电了衰减动力学为一复杂过程。低温发光光谱随不同增感程度的改变证明:还原增感中心不是发光中心。     

Pt-C3N4/BiOCl S型异质结应用于光催化CO2还原的理论计算研究(英文)

光催化CO₂还原制备可再生的碳氢燃料为缓解温室效应、解决能源短缺问题提供了一个可行的办法。然而,单一组分光催化剂的CO₂还原活性非常低。一是因为光生载流子的快速复合导致光子效率很低。二是因为CO₂的活化需要较高的能垒。对此,研究人员作出了许多改进以提高CO₂还原性能。例如,发展S型异质结可以增强载流子的分离和光催化剂的氧化还原能力,引入金属单原子助催化剂可以优化反应热力学。因此,协同利用S型异质结和金属单原子修饰将能同时促进载流子的转移和CO₂还原反应过程。本文构建了由单原子Pt负载的g-C₃N₄和BiOCl组成的Pt-C₃N₄/BiOCl异质结模型。用密度泛函理论计算研究了其光催化性能,包括几何结构和电子性质的探索、CO₂转化过程的模拟。差分电荷密度结果表明g-C₃N₄中的电子转移至BiOCl,这是由于g-C₃     

新型单光子电离和光电子电离复合电离源的研究及应用

复合电离源在单光子电离模式下可以产生分子离子信号,易于确定分子量;在光电子电离模式下,70 eV电子能量可以产生含有物质结构信息的碎片峰,实现物质的结构鉴定.两种电离模式可以实现毫秒级迅速切换.本研究通过提高光程降低了单光子电离模式下的检出限.在单光子电离模式下,对苯的检出限为50 μg/m3(累加时间为4s);光电子...     

金属(Ti,Ni)/(0001)Al~2O~3界面电子结构的光电子能谱研究

采用离子减薄结合X射线光电子能谱方法原位对金属-陶瓷界面的电子结构进行研究, 其结果表明在界面处, 对Ti/Al~2O~3体系, 有氧化态的Ti, 同时发现部分的Al^3^+被还原; 对Ni/Al~2O~3体系, 在经退火处理后, 界面处Ni有多种结合态存在。本文结果与理论分析相一致, 对其它的实验结果给予了较好的解析。     

光电子协同微生物介导的重金属离子还原与电子转移机理

重金属污染是一个亟待解决的环境和社会问题。重金属元素在自然界常会形成各种价态的矿物,具有不同的理化性质,对重金属污染治理具有重要的参考意义。重金属离子价态的改变可通过微生物、电极电子及半导体矿物光电子传递与吸收实现。本文分析了微生物及其电化学系统、半导体矿物光电子与光电子协同作用对重金属离子的还原作用,从氧化还原电势角度分析了微生物及其电化学系统与光电子对重金属离子的还原机理。重点从微生物跨膜电子传递过程及分子网络角度阐述了微生物还原变价重金属离子的直接/间接电子传递途径、从微生物向电极的正/逆向电子传递与吸收利用角度揭示了微生物电化学系统与光电子协同微生物对重金属离子价态调控的机制。最后,提出了微生物、电极、半导体矿物与光在重金属价态调控中的作用网络与能量利用途径。可为进一步研究微生物胞外电子传递及微生物光电子利用与光电子协同微生物调控重金属离子价态及其环境治理提供参考。     

助剂对WN_x/TiO_2-γ-Al_2O_3催化剂物化性质及加氢脱硫性能影响

在H2和N2混合气中,采用程序升温还原氮化反应的方法,合成了分别含有助剂Ni,Co,P或V的WNx/TiO2-γ-Al2O3催化剂.通过低温氮物理吸附、氨程序升温脱附、TG-DTA和X光电子能谱技术对所合成的催化剂进行了表征.实验结果表明,4种助剂的引入分别使WNx/TiO2-γ-Al2O3催化剂前驱体更易于还原氮化以...     

丙酮增强的真空紫外光电离负离子质谱快速检测爆炸物

实验基于10.6 eV的真空紫外灯设计了大气压下的丙酮增强负离子光电离源,结合自行研制的飞行时间质谱仪,用于痕量爆炸物的快速检测。在丙酮增强负离子光电离源中,丙酮分子吸收10.6 eV的光子,通过单光子电离释放出一个电子,光电子与大气中的O2、CO2等反应,最终生成了以CO!3为主的试剂离子。该电离源可在不经样品前处理的情况下,实现对常见爆炸物吉纳(DINA)、特屈儿(Tetryl)、2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、黑索金(RDX)的高灵敏度检测,其中TNT的检出限达到2 pg。基于真空紫外灯的丙酮增强负离子光电离源结构简单,灵敏度高,具有较为广泛的应用前景。     

神木半焦粉末萃取物的组成特征（英文）

依次用石油醚、CS2、CH2Cl2、丙酮和甲醇在索氏萃取器中萃取了神木半焦粉末,得到了五级萃取物(E1-5)和最终的萃余物,总萃取率为1.76%。分别用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)、大气压固体探针/飞行时间质谱仪(ASAP/TOF-MS)和电喷雾电离/飞行时间质谱仪(ESI/TOF-MS)分析了各级萃取物。用GC/MS分析的结果表明,在E1中C15-24的直链烷烃和E2中3与4环的芳烃比较丰富,在E3-5中含杂原子有机化合物较丰富,特别是E4和E5中含氧有机化合物的含量最高。与用GC/M S分析的结果相比,用ASAP/TOF-M S和ESI/TOF-M S从E3-5中检测出更多的含杂原子有机化合物。     

LaFe_(13-x)Si_x合金中不同铁磁态磁化率与磁场诱导磁相变的临界磁场实验研究

通过对采用不同方法制备或热处理的LaFe_(13-x)Si_x合金中处于不同磁状态的1∶13相磁化过程的观察和分析,实验研究了该系合金中各种铁磁态的最大磁化率,以及磁场诱导顺磁态到铁磁态的巡游电子变磁相变临界磁场与温度的关系。结果表明,在居里温度以下合金中铁磁态的最大磁化率,高于居里温度以上因磁场诱导由顺磁态相变而来的铁磁态的最大磁化率。居里温度附近两相共存态中的顺磁态,由磁场诱导转变为铁磁态的临界磁场,小于居里温度以上合金处于完全顺磁态时由磁场诱导转变为铁磁态的临界磁场随温度变化的线性关系外推值。且在两相共存态中,因磁场诱导的铁磁态的最大磁化率也小于合金中本身存在的铁磁态的最大磁化率。另外,当合金中1∶13相处于顺磁态和铁磁态两相共存时,经励磁-退磁至零场后转变为铁磁态,两相共存现象消失。     

邻二氯苯激发态动力学

利用飞秒分辨的激光泵浦-探测技术结合飞行时间质谱和光电子速度成像方法研究了邻二氯苯第一电子单重激发态(S₁)的超快动力学.邻二氯苯的S₁态振动基态寿命为(651 ± 10) ps,对应于S₁振动基态向三重态的系间窜越过程.邻二氯苯S₁的高振动激发9a₂18a₂对应两个衰减通道,其中寿命为(458 ± 12) fs的超快过程对应于由处于振动激发的S₁向高振动激发的基态(S₀)发生的内转换过程,而寿命为(90 ± 10) ps过程则对应由S₁态向三重态(T₁)的系间窜越过程,电离产生的光电子能谱中长寿命的谱峰可能与系间窜越过程有关. S₁态高振动态的旋轨耦合程度比低振动态的更强,导致系间窜越过程更快.