OCS分子真空紫外光解動力學研究及基于汞蒸氣四波混頻裝置的搭建
發(fā)布時間：2021-10-10 16:45
氧硫化碳（OCS）是大氣環(huán)境中的一種痕量氣體,同時也是地球大氣層中豐度最高的還原態(tài)含硫化合物。其在對流層中的光化學穩(wěn)定性較好,但當OCS擴散至平流層后經(jīng)太陽光的輻射下會氧化生成SO2氣體,并最終生成硫酸鹽化合物等,因此OCS在大氣硫循環(huán)中扮演非常重要的角色。由于光源的限制,現(xiàn)階段人們主要在紫外波段對OCS光解過程進行了十分詳細實驗和理論的研究,而真空紫外波段獲得的OCS光解動力學信息較少。本論文作者主要利用時間切片離子速度成像的方法,在140 nm附近的真空紫外光下對OCS進行了研究,通過共振增強多光子電離的方法對產(chǎn)物O（3PJ=2,1,0）原子進行探測,獲得了其原始速度影像,進而得到反應(yīng)產(chǎn)物的總平動能譜、各項異性參數(shù)以及通道分支比等信息。通過對實驗結(jié)果的分析,我們對此波段下OCS的光解動力學有初步的認識。真空紫外光（Vacuum ultraviolet,VUV）是一種十分重要的光源,其能量高（大于6.2 eV）,可以將分子激發(fā)到高能級甚至將外層電子電離,因此對光解動力學的研究具有特殊的意義。并且在分子的光解動力學研究中,發(fā)展更高能量輸出、更寬調(diào)諧范圍的真空紫外光是十分必要的。目前產(chǎn)生...
【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：71 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?Ｊａｂｌｏｎｓｋｉ能級示意圖
?（１－３）??其中?Ｅｉｎｔ（ＡＢＣ）、Ｅｉｎｔ（ＡＢ）、Ｅｉｎｔ（Ｃ）分別代表?ＡＢＣ、ＡＢ、Ｃ?的內(nèi)能，Ｎｈｉ；表示??三原子分子ＡＢＣ吸收的光能量，Ｄｑ（ＡＢ－Ｃ）表示ＡＢＣ分子中Ｂ－Ｃ鍵能，ｌ／２ｍＡＢＶ＾２??和ｌ／２ｍｃｖ＾表示光解后兩個產(chǎn)物碎片的動能。為了方便解釋能量在產(chǎn)物碎片間??的分配，在此定義Ｅｉｎｔ（ＡＢＣ）＋ｎ／２ｖ－ＤＧ（ＡＢ－Ｃ）為可資用能（Ｅａｖａｉｌ）。??ＮＥＷＴＯＮ?ＳＰＨＥＲＥ?Ａ??Ｅｖｅｎｔ?／??ＮＥＷＴＯＮ?ＳＰＨＥＲＥ?Ｂ??圖１．２光解過程產(chǎn)物牛頓球在質(zhì)心坐標系下轉(zhuǎn)化的示意圖。??如圖１．２所示，質(zhì)心坐標系下三原子分子解離過程獲得的產(chǎn)物ＡＢ和Ｃ分布??在兩個同心球面上，即所謂的牛頓球。在具體光解實驗的過程中，我們可以利用??超聲射流和激光選態(tài)的方法產(chǎn)生處于特定量子態(tài)的分子ＡＢＣ，光解過后可通過??激光誘導熒光（ＬＩＦ）或者共振多光子電離（ＲＥＭＰＩ）等手段來選擇探測其中較??為容易測量的光解產(chǎn)物Ｃ，可以得到Ｃ的內(nèi)態(tài)分布，通過飛行時間譜技術(shù)（ＴＯＦ）??或者離子速度成像技術(shù)（ＶＭＩ）測量處于特定內(nèi)態(tài)Ｃ的速度分布和角度分布，根??據(jù)公式１．３，就可推導出伴隨產(chǎn)物ＡＢ的速度也就是動能分布情況。我們通過熱??力學計算或者查閱文獻知道解離能Ｄ〇（ＡＢ－Ｃ），這樣利用公式１．２可以推算伴隨??產(chǎn)物ＡＢ的內(nèi)能分布狀況�；蛘呷绻覀兺ㄟ^測量知道兩個反應(yīng)產(chǎn)物的內(nèi)能態(tài)，??３??
所極化，所得產(chǎn)物的轉(zhuǎn)動角動量／也會被間接??地極化。??鏟－／關(guān)聯(lián)??即產(chǎn)物反沖速度和角動量關(guān)聯(lián)中，這兩個矢量關(guān)聯(lián)性的建立，可以讓我們對??光解過程中激發(fā)電子態(tài)的對稱性、勢能面的形貌、相干效應(yīng)、非絕熱效應(yīng)等信息??有更加深入的認識。??１．３光解的分類??根據(jù)不同的標準光解過程分類方法也是多樣的，下面介紹幾種主要的解離過??程。??＂Ｓ?１（ｂ）??Ｖ??１?（ＡＢ）?￣￣?Ｐ（Ｅ）??＾?＼?ｈｖ?－?＼?＋Ｂ??．＼ｂ＼—?ＡＢ??ＲａＢ?ＲａＢ??圖１．３?（ａ）吸收單光子解離，（ｂ）吸收多光子的解離示意圖。??圖１．３中（ａ）過程中分子吸收一個光子（一般為紫外光）后，躍遷到一個激發(fā)??態(tài)而這個激發(fā)態(tài)剛好是排斥態(tài)，因此中間態(tài)分子（ＡＢ）＊沿著此排斥電子態(tài)快速解??離成Ａ和Ｂ，解離過程一般在分子一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)完成。圖１．３中（ｂ）過程中母體??分子吸收多個光子（一般為紅外光）后達到其解離限以上，發(fā)生斷鍵解離，在ｌＥｆ??過程中由于較難精確控制分子吸收的光子數(shù)目，導致被激發(fā)的母體分子內(nèi)部量子??態(tài)呈現(xiàn)出一個集合Ｐ（Ｅ）分布，而非單個內(nèi)能態(tài)。??除了上述的直接解離過程，還有幾種不同的預解離過程。圖１．４給出了兩種??５??
【參考文獻】：
博士論文
[1]真空紫外光解吸/電離質(zhì)譜成像裝置及應(yīng)用[D]. 王佳.清華大學 2018
本文編號：3428765
【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：71 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?Ｊａｂｌｏｎｓｋｉ能級示意圖
?（１－３）??其中?Ｅｉｎｔ（ＡＢＣ）、Ｅｉｎｔ（ＡＢ）、Ｅｉｎｔ（Ｃ）分別代表?ＡＢＣ、ＡＢ、Ｃ?的內(nèi)能，Ｎｈｉ；表示??三原子分子ＡＢＣ吸收的光能量，Ｄｑ（ＡＢ－Ｃ）表示ＡＢＣ分子中Ｂ－Ｃ鍵能，ｌ／２ｍＡＢＶ＾２??和ｌ／２ｍｃｖ＾表示光解后兩個產(chǎn)物碎片的動能。為了方便解釋能量在產(chǎn)物碎片間??的分配，在此定義Ｅｉｎｔ（ＡＢＣ）＋ｎ／２ｖ－ＤＧ（ＡＢ－Ｃ）為可資用能（Ｅａｖａｉｌ）。??ＮＥＷＴＯＮ?ＳＰＨＥＲＥ?Ａ??Ｅｖｅｎｔ?／??ＮＥＷＴＯＮ?ＳＰＨＥＲＥ?Ｂ??圖１．２光解過程產(chǎn)物牛頓球在質(zhì)心坐標系下轉(zhuǎn)化的示意圖。??如圖１．２所示，質(zhì)心坐標系下三原子分子解離過程獲得的產(chǎn)物ＡＢ和Ｃ分布??在兩個同心球面上，即所謂的牛頓球。在具體光解實驗的過程中，我們可以利用??超聲射流和激光選態(tài)的方法產(chǎn)生處于特定量子態(tài)的分子ＡＢＣ，光解過后可通過??激光誘導熒光（ＬＩＦ）或者共振多光子電離（ＲＥＭＰＩ）等手段來選擇探測其中較??為容易測量的光解產(chǎn)物Ｃ，可以得到Ｃ的內(nèi)態(tài)分布，通過飛行時間譜技術(shù)（ＴＯＦ）??或者離子速度成像技術(shù)（ＶＭＩ）測量處于特定內(nèi)態(tài)Ｃ的速度分布和角度分布，根??據(jù)公式１．３，就可推導出伴隨產(chǎn)物ＡＢ的速度也就是動能分布情況。我們通過熱??力學計算或者查閱文獻知道解離能Ｄ〇（ＡＢ－Ｃ），這樣利用公式１．２可以推算伴隨??產(chǎn)物ＡＢ的內(nèi)能分布狀況�；蛘呷绻覀兺ㄟ^測量知道兩個反應(yīng)產(chǎn)物的內(nèi)能態(tài)，??３??
所極化，所得產(chǎn)物的轉(zhuǎn)動角動量／也會被間接??地極化。??鏟－／關(guān)聯(lián)??即產(chǎn)物反沖速度和角動量關(guān)聯(lián)中，這兩個矢量關(guān)聯(lián)性的建立，可以讓我們對??光解過程中激發(fā)電子態(tài)的對稱性、勢能面的形貌、相干效應(yīng)、非絕熱效應(yīng)等信息??有更加深入的認識。??１．３光解的分類??根據(jù)不同的標準光解過程分類方法也是多樣的，下面介紹幾種主要的解離過??程。??＂Ｓ?１（ｂ）??Ｖ??１?（ＡＢ）?￣￣?Ｐ（Ｅ）??＾?＼?ｈｖ?－?＼?＋Ｂ??．＼ｂ＼—?ＡＢ??ＲａＢ?ＲａＢ??圖１．３?（ａ）吸收單光子解離，（ｂ）吸收多光子的解離示意圖。??圖１．３中（ａ）過程中分子吸收一個光子（一般為紫外光）后，躍遷到一個激發(fā)??態(tài)而這個激發(fā)態(tài)剛好是排斥態(tài)，因此中間態(tài)分子（ＡＢ）＊沿著此排斥電子態(tài)快速解??離成Ａ和Ｂ，解離過程一般在分子一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)完成。圖１．３中（ｂ）過程中母體??分子吸收多個光子（一般為紅外光）后達到其解離限以上，發(fā)生斷鍵解離，在ｌＥｆ??過程中由于較難精確控制分子吸收的光子數(shù)目，導致被激發(fā)的母體分子內(nèi)部量子??態(tài)呈現(xiàn)出一個集合Ｐ（Ｅ）分布，而非單個內(nèi)能態(tài)。??除了上述的直接解離過程，還有幾種不同的預解離過程。圖１．４給出了兩種??５??
【參考文獻】：
博士論文
[1]真空紫外光解吸/電離質(zhì)譜成像裝置及應(yīng)用[D]. 王佳.清華大學 2018
本文編號：3428765
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