一氧化氮与亚稳态一氧化碳分子的传能反应

激发态分子和自由基的反应是大气化学、化学激光、燃烧化学中重要的过程,有关亚稳态分子的传能反应一直受到人们的极大重视.Setser在流动体系中,对CO(a)与NO分子的反应进行了初步研究,求得了产物的形成速率,Ottinger在束气条件下,利用CO~+束源与NO作用,认为CO~+与NO首先发生共振激发传能产生CO(a)再进一步与NO反应,但事实上他并没有观察到CO(a)的发射.本工作在分子束条件下,利用束放电方法产生高浓度的亚稳态CO(a)分子束并与NO反应,得到了振转分辨的NO(A)化学发光光谱,并结合相空间理论进行了讨论.     

亚稳态分子PCl(b~1∑~ )的猝灭速率常数

由于亚稳态分子PCl(b~1∑~ )可望成为化学激光工作物质,近十几年来,许多学者对这一分子做了不少工作.Coxon和Wickramaaratchi通过Ar(~3P_(0.2))与PCl_3的反应观察到了PCl的b~1∑~ →X~3∑~-△υ=0和A~3∏→X~3∑~-的发射Bielefeld和Setser等人测定了PCl(b~1∑~ )的辐射寿命及部分小分子对PCl(b~1∑~ )的猝灭速率常数.本工作利用Ar(~3P_(0.2))与PCl_3的反应,在流动体系中制备了清洁的亚稳态分子PCl(b,υ′=0)源;首次测定了20多种多原子分子对PCl(b,υ′=0)的猝灭速率常数,并讨论了影响猝灭的某些因素.1实验实验中用到的装置,前人已做过详细的描述.亚稳态原子Ar(~3P_(0.2))通过阴极放电产生,放电电压在300～400V之间,电流1～2mA.PCl_3由放电管下游的第一个试剂入口加入,猝灭试剂由第二个试剂入口加入.反应管设有两个观察口,用作光谱测量,反应管内的总压为3.5×10~2Pa左右,抽速为40～50m/s,猝灭测量采用定点法,使用的公式为     

亚稳态稀有气体原子He,Ne,Ar与N2分子的激发传能

亚稳态稀有气体原子与双原子分子的电子激发态传能,由于理论上还不能对其反应体系的势能面、电子云重叠、散射截面进行精确计算,实验数据便显得尤为重要.而亚稳态稀有气体原子与Ｎ2分子之间的能量传递是实验化学家非常关注的一个反应体系.亚稳态稀有气体原子Ｈｅ,Ｎｅ其资用能(20,16ｅＶ)远高于Ｎ2分子的电离能,迄今为止人们认为反应通道只有Ｐｅｎｎｉｎｇ电离和缔合电离[1].我们利用交叉分子束技术结合高灵敏度光谱测试技术,采用束放电方式产生高浓度的Ｈｅ,Ｎｅ,Ａｒ原子束在单次碰撞条件下与Ｎ2分子碰撞反应,均探测到了Ｎ2(Ｃ3Πｕ＿Ｂ3…     

N_2(α~1Π_g)+CO(X~1∑)→CO(A~1Π)+N_2(X~1∑_g)的E-E传能速率

亚稳态N_2(a~1Π_g)不但是放电过程中的重要能量载体而且也是电离层中最重要的紫外分子发射(LBH)源.因此,了解它的传能过程对化学激光、大气化学和遥控技术的应用都有很重要的意义.Golde等第一次在流动余辉装置上利用高纯N_2(X~1∑_g)微波放电产生N_2(a~1Π_g),通过测量E-E传能发射光谱求得标题反应的传能速率为1.5×10(-10)cm~3/mol·s.Sha等利用共振多光子电离技术,对上述体系进行了详细深入研究.而后,Marinelli等又利用共振双光子激发荧光技术通过测量荧光的衰减直接求得CO(X~1∑)对N_2(a~1Π_g)的猝灭速率为2.8×10~(-10)cm~3/mol·s.本文报道利用交叉分子束技术结合高灵敏度光谱测试技术测量上述体系的E-E传能速率并对此进行了讨论.     

CO(a3Ⅱ)的振动态分布对CO(a3Ⅱ)+NO(X2Ⅱi)传能反应的影响

亚稳态CO(a~3П)分子是一种重要的能量载体,其能量转移反应一直受到人们的极大重视.在流动体系中对CO(a~3П) NO(X~2П_i)反应的研究已有不少报道.但在气束条件下直接观察CO(a~3П)与NO(X~2П_i)之间能量转移的报道甚少.于化忠等人利用Ar CO_2混合放电产生了CO(a~3П),并在气束条件下研究了CO(a~3П) NO(X~2П_i)的反应.最近,我们在产生CO(a~3П)的方法上做了改进,制备了两种有不同振动态分布的CO(a~3П)束源,在气束条件下研究了CO(a~3П)的振动态分布对CO(a~3П) NO(X~2П_i)反应的影响,并应用能隙规律对实验结果进行了理论分析.     

分子束研究Cl_2在Si(111)面化学吸附的平动能效应

气相小分子在金属单晶表面上解离化学吸附的机理研究十分活跃.目前描述化学吸附过程有两种不同的机理,即直接解离和前驱态(Precursor)机理.前者认为气相分子与固相表面碰撞能直接解离成碎片吸附于表面上;后者则假设分子入射表面先经中间前驱态再发生解离化学吸附.要深入研究上述不同的吸附机理,分子束技术是一种有效的实验手段,通过测定入射分子束的平动能以及入射角对解离吸附的影响,可以获得有关化学吸附的重要信息.在半导体表面气相化学蚀刻反应中Si-Cl_2体系占有十分重要的地位.我们在文献[4,5]中曾指出Cl_2分子在Si表面上解离吸附是蚀刻反应关键的一步,但是对其吸附机理的深入研究尚未见报道.本文将首次采用超声分子束、角分辨的飞行时间质谱和激光诱导吸附技术,研究Cl_2在Si(111)表面上吸附的平动能效应,并探讨其解离化学吸附的机理.     

水在二氧化钛表面的光反应机理研究进展

利用太阳能光解水生成氢气一直是光催化领域的研究热点之一.在过去的几十年,利用二氧化钛来实现光催化分解水产氢被广泛研究.但是,由于体系的复杂性,水在二氧化钛表面的光解离反应机制至今仍有很多基本问题尚未得到解释.因此,从微观层面上理解水在二氧化钛表面的光解离机制对于能源化学和光催化而言均具有重要意义.本文系统综述了水在二氧化钛单晶表面光解离机理的最新研究进展,分析了影响光催化水解离效率的因素(如表面结构、分子间氢键、光子能量等),并对光催化模型进行了开放性讨论,指出了电荷/能量转移以及电荷载体与吸附质的相互作用在水光解离过程中扮演的关键作用,希望能为开发更高效的光催化剂提供线索.     

CCI_4 Ba(~1S),Ba(~3D)分子束反应的激光诱导荧光与化学发光研究

用分子束实验装置,对CCl_4 Ba(~1S)(或Ba(~3D))反应进行了激光诱导荧光与化学发光的研究。在Ba(~1S) CCl_4→BaCl CCl_3反应中,测得了BaCl(C~2Π—X~2∑~ )跃迁△V=—1带系的激光激发谱,求出了BaCl基态的振动态分布,发现振动布居非常窄,并强烈反转,最大布居的振动能级约为v″=44。用在Ba原子束中放电的方法,激发部分Ba原子至亚稳态~3D态(大约占总束强的10％),并在收集光路上加干涉滤光片消除背景光干扰,测得了包含有Ba(~3D)原子反应的激光激发谱,发现激光诱     

H_2在石墨(0001)面上解离几率的隧道模型理论计算

分子与固体表面的碰撞解离反应是异相催化研究的重要基元过程之一,文献报道的有关理论研究大多采用经典力学方法,不能揭示出能量共振、隧道贯穿等量子效应。Rettner等曾建议了一个计算表面解离几率的隧道模型方法,Lo和Ebrlich用以计算了CH_4在W(110)面上的解离,得到了比较好的结果。H_2-石墨表面体系在催化机理研究及能源开发     

Hg原子6s6P~3P_0—~3P_1跃迁的同位素位移及△|φ(0)|~2值的估算

研究原子光学跃迁的同位素位移(isotope shift,简称IS)是获得原子核参数的重要手段。过去人们对于汞原于的IS研究主要集中在比较强的光学跃迁如6~1S_0—6~3P_1(2537),6~3P_2—7~3S(5461)上, 由于s轨道电子对同位素位移的贡献比p轨道电子的贡献要大得     

二茂铁衍生物盐猝灭Ru(bpy)_3~(2+)发光的研究

自从联吡啶钌光催化分解水的能力被人们认识以来,围绕Ru(bpy)_3~(2+)深入研究了这类具有光敏性配合物及其衍生物的合成,化学反应性,氧化还原性,激发态的反应性,光诱导分子内和分子间电子转移和能最传递过程以及光化学取代反应等光化学和光物理过程。二茂铁及其衍生物作为一类经典的金属有机化合物从其产生到现在一直是配位结构化学和无机光化学研究的重要对象。其对Ru(bpy)_3~(2+)等光敏剂的猝灭作用引起人们的广泛重视。     

H_2在石墨(0001)面上解离吸附的ab initio势能面

一、引言 实验上发现,某些金属表面由于结炭生成石墨单原子层而使催化剂活性降低以致失效,但对其机理尚不清楚;另外,氢-石墨体系的反应在能源开发和利用方面占有重要地位。因此,对H_2-石墨体系反应动力学的研究引起了人们的兴趣。Demidovich等用EPR技术研究了H_2在石墨表面上解离吸附的过程,Balooch等用表面分子束技术对其逆过程即双氢原子在石墨表面上的复合反应进行了研究。对H_2在石墨表面上的解离吸附进行量子化学计算     

层状La-Ba-Cu复合氧化物在CO还原NO反应中活性的研究

氮氧化物是严重的空气污染物,催化消除氮氧化物是环保催化研究的热点问题,在已有报道的催化剂体系中复合氧化物和含铜分子筛受到人们的普遍关注,文献中已有报道ABO_3(A=Ln;B=Cr,Mn,Fe,Co,Ni)型复合氧化物作为CO还原NO反应的催化剂.但迄今尚未见有合成LaCuO_3的报道,有关含铜复合氧化物作催化剂的大多是A_2BO_4型的.呈ABO_3结构的含铜复合氧化物只有成层状的超导体如YBa_2Cu_3O_7,本文为了探讨复合氧化物晶体结构对催化活性的影响,首次研究了3种层状ABO_3结构的La-Ba-Cu复合氧化物对CO还原NO反应的活性,发现它们均具有较高的活性,并首次提出了Ba离子在此反应中的作用.1 实验方法催化剂的制备和Cu价态分析见文献[4,5]CO还原NO反应在固定床流动反应体系中进行,反应管为内径6mm石英管,催化剂粒度为40～80目,用量0.2g,空速为7000h~(-1),原料气为NO7.5×10~(-3),CO8.0×10~(-3),He平衡.采用英国产的Pyc Pan气相色谱分析检测N_2O,CO_2,0.5nm分子筛色谱柱检测NO,CO转化率. H_2-TPR在自制装置上进行:样品在氧气氛下于850℃处理1h后,于氧气氛中冷却至室温,以组成为5%H_2 95%N_2的还原气(35mL/min)还原,升温速率20℃/min,记录H_2-TPR图.2 结果与讨论2.1 结构与化学组成XRD结构分析表明,3个样品均属正交晶系的AB     

NO分子基态性质的研究

采用量子力学从头算方法,运用二次组态相互作用方法QCISD(T)结合6-311++G(3df,2pd)基组对NO分子基态进行了几何结构优化、计算出了它们的光谱数据(ωe、ωexe、Be、αe、De),结果与实验光谱数据吻合较好,表明上述分子基态的势能函数可用Murrell2Sorbie函数来表示.利用原子分子反应静力学的有关原理,推导出了NO分子的合理离解极限;使用HF、MP2、MP3和B3LYP等理论方法,在6-311G(3df,3pd)基组下,对NO分子基态的平衡结构和谐振频率进行了优化计算,且将计算结果与实验结果进行了比较,得出了B3LYP方法为最优方法的结论.     

(BiO)_2CO_3和N掺杂(BiO)_2CO_3分级微球可见光催化氧化NO机理的原位红外光谱

通过一步水热法分别合成了(BiO)_2CO_3和N掺杂(BiO)_2CO_3分级微球光催化剂,并将制备的催化剂应用于低浓度NO的净化.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱仪(UV-vis DRS)等表征手段对催化剂微结构进行表征分析.利用原位红外技术对样品可见光催化氧化NO的反应过程进行实时动态检测分析,结合电子自旋共振(ESR)对自由基的捕获结果,提出了其反应机理.结果表明,相较于纯(BiO)_2CO_3,N掺杂(BiO)_2CO_3的反应过程中生成了中间产物NO+,使得其反应路径与机理与纯(BiO)_2CO_3不同,且中间产物的存在提高了反应速率与效率.同时N原子原位取代(BiO)_2CO_3表面的O原子,改变了其表面结构,产生了更多氧缺陷作为活化NO的反应位点,提高了反应效率.本文对于光催化反应过程研究和光催化剂结构优化提供了新思路.     

水中磺胺二甲基嘧啶与ROS的光氧化反应动力学与转化途径

磺胺类抗生素(SAs)是水环境中普遍存在的新型污染物,光降解是其在表层水体中的重要消减途径,而SAs不同解离形态的光化学转化却鲜有报道.本研究以磺胺二甲基嘧啶(SMZ)为模型化合物,考察了3种解离形态与羟基自由基(·OH)、单线态氧(~1O_2)的光氧化反应动力学,比较了活性氧物种(ROS)光氧化和直接光解的产物、途径,评估了相应的环境归宿和贡献.竞争动力学实验结果表明,3种解离形态SMZ与ROS的光氧化反应活性不同,由阳离子态到阴离子态依次增强,并且不同解离形态SMZ与~1O_2的反应活性具有数量级的差别.在天然水p H6.0~9.0范围内,SMZ与·OH反应的最小环境半减期为21.17~32.12 h,~1O_2反应的最小环境半减期为0.06~1.06 h.相对于直接光解和·OH氧化反应,SMZ的~1O_2氧化对其为表层水体中光化学归趋作用最大.通过固相萃取(SPE)富集及Agilent 6410B三重串联四极杆液质联用仪(LC-MS-MS)分析,鉴定了SMZ与ROS反应的主要产物.~1O_2氧化、·OH氧化及直接光解反应生成了不同的产物,表现为不同的反应途径.~1O_2氧化产物较为单一,而·OH氧化产物较为丰富,主要为4种不同位置的羟基化产物.以上结果对于深入理解表层水体中该类抗生素污染物不同解离形态的复合光化学行为具有重要意义.     

CF_2HCl激发分子与外加气体分子间碰撞能量转移

一、引言 多原子分子经红外多光子吸收,被激发到高振动激发态达到“准连续态”而解离,因而人们对处于高振动激发态分子的性质,特别是对其能量贮存和转移过程的研究产生了很大的兴趣。获得有关高振动激发态分子能量转移信息的一个较为简便方法是研究该分子红外多光子解离     

质子化脯氨酸三肽的产物离子在电喷雾质谱中的碎裂机理

研究了脯氨酸三肽(甘氨酰脯氨酰甘氨酸、脯氨酰甘氨酰甘氨酸和脯氨酰脯氨酰甘氨酸)质子化离子的主要产物离子的解离机理.量子化学计算表明,a2离子的环状结构在能量上比其线性结构更加稳定,三肽结构中的脯氨酸对b2离子产生a2离子的解离过程的反应势能分布有较大影响.a2离子的裂解过程中发生了离子/中性复合物介导的分子内质子迁移反应,推测质子桥连复合物为质子迁移反应的关键中间体.此中间体对应于质谱图中a2离子丢失一分子CO的碎片离子峰.密度泛函理论模拟计算验证了b2离子和a2离子的裂解反应机理.     

利用■E_(AB)/■R_(AB)方法直接求分子的平衡核间距

在CNDO近似中,分子体系的总能量可以表为单原子能量E_A及双原能量E_(AB)之和,在分子构型变动不大的范围内,可取■P_(μv)/■R_(AB)=0的近似于是■E_A/■R_(AB)=0,■E_总/■R_(AB)=■E_(AB)/■R_(AB),其中     

C_(60),C_(70)的激光脱附解离及其机理分析

C_(60)等具有笼式结构的碳团簇(统称富勒烯)是目前物理、化学、材料科学等领域非常感兴趣的一类特殊物质。早期对碳团簇的实验研究发现由60,70个原子组成的团簇有比邻近的原子簇高得多的丰度和特殊的稳定性.最近两年,由于 W.Krtschmer 等发现了可制备出较大量纯 C_(60),C_(70)的方法,更加激起人们研究 C_(60)/C_(70)性质的兴趣. 有众多的文献是涉及 C_(60)及其离子的解离和稳定性的,如利用光解离、激光脱附解离、离子原子碰撞解离等方法对