HNCO分子经NH(a1△)+CO(X1∑+)通道的光解反应动力学研究

摘要

本论文对异氰酸(HNCO)分子在单重态势能面上的光解动力学进行了一系列的研究工作，利用时间切片离子速度成像技术和共振增强多光子电离(REMPI)技术对HNCO分子经NH(a1Δ)+CO(X1∑+)通道解离生成的NH(a1Δ)产物碎片进行了影像探测。通过分析反应产物的离子影像得到了高分辨的产物平动能分布和三维角分布信息，从而进一步认识HNCO分子的微观反应机理。
　　我们主要用波长小于231 nm(～43290 cm-1)的解离光对HNCO分子进行光解。在193 nm的解离波长下，看到CO产物振动最高可以布居到v=4。对应CO(v=1)的部分有转动双峰现象出现。是在S1势能面上HNCO分子的同分异构解离形成。当解离波长为221-213 nm之间时，对应产物NH(v=0)的部分转动支影像对应CO(v=0)产物有转动三峰现象出现，我们猜测这一现象是由于势能面之间的非绝热耦合出现的。在单重态通道刚刚打开的解离能量附近，解离先是发生在S0势能面上，当解离能量达到一定高度可以翻过S1势能面上的势垒(我们的估值为410-520cm-1)时，可以在S1势能面上直接解离，且该解离路径将快速占据主导地位。另外在单重态通道刚刚打开的解离能量附近，有一部分不符合基态HNCO分子激发而来的产物信号我们归属为由振动激发态v5=1 HNCO分子解离而来。振动激发态v5=1 HNCO分子也同基态HNCO分子一样总能量达到一定高度之后可以翻过S1势能面上的势垒直接解离，势垒高度相似。
　　总的来说，通过系统的实验研究，解释了在小于231nm解离波长以下的HNCO分子经NH(a1Δ)+CO(X1∑+)通道的解离机理和势能面之间的耦合关系。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 光解动力学的研究背景及意义

1．2 光解反应的概念及分类

1．3 光解动力学的研究内容

1．3．1 标量性质——能量分布

1．3．2 标量性质——分支比

1．3．3 矢量性质——空间分布

1．4 研究光解动力学的实验技术

1．4．1 母体分子的获得——超声射流分子束技术

1．4．2 产物内能布居的探测技术

1．4．3 产物速度分布的探测技术

1．5 本论文的主要研究工作及章节安排

第2章 切片离子速度成像实验原理

2．1 离子成像

2．2 离子速度成像

2．3 切片成像

2．3．1 离子的飞行时间

2．3．2 离子球的展开时间

2．3．3 直流弱场时间切片成像技术

2．3．4 多种切片方法简介

2．4 速度分辨率

第3章 切片离子速度成像实验装置

3．1 真空系统

3．2 分子束系统

3．3 激光系统

3．4 探测系统

3．5 时序控制系统

3．6 探测器定标

第4章 HNCO分子的光解动力学研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．3 结果与讨论

4．3．1 HNCO分子在193 nm解离波长下的光解动力学研究

4．3．2 HNCO分子在光解波长为221 nm-213 nm时的光解动力学研究

4．3．3 振动激发态HNCO分子的光解动力学研究

第5章 总结与展望

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介