甲醛分子离子电子激发态的振动分辨光解离动力学研究

甲醛分子是化学和环境中重要的分子，甲醛分子离子电子态的光激发和光解离研究有着化学上的基本价值。本课题拟在射流分子束条件下用双色或三色激光技术结合时间飞行质谱对甲醛分子离子电子激发态进行光激发和光解离动力学研究。实验上，用一束纳秒脉冲可调谐波长的电离激光使中性甲醛分子经由里德堡态的共振增强多光子电离制备出振动模可选择的基电子态的甲醛分子离子，再用一束或两束可调谐波长的解离激光使母体分子离子的电子激发态产生光激发和光解离，由时间飞行质谱检测不同荷质比的离子并扫描解离激光波长来获得甲醛分子离子的光解离谱。通过对不同振动模的光激发和光解离谱研究，以期获得甲醛分子离子的解离产物的分支比和解离通道对振动模的依赖关系，对甲醛分子离子电子激发态的光解动力学进行研究。

本项目是用射流分子束时间飞行质谱和脉冲染料激光进行甲醛分子离子(H2CO+)电子激发态的振动分辨光解离动力学研究。在项目初期，使用295.29 nm的电离激光，经由中性甲醛分子的[2+1]多光子电离制备出了H2CO+(X 2B2(000))。其后，在230−250 nm波长范围内扫描解离激光对制备出的H2CO+(X 2B2(000))离子进行了经由B2A1←X2B2跃迁的光解离实验，但没有获得甲醛分子离子的光解离谱，原因可能是电离光制备的母体离子浓度太小，以及解离光的强度不足以解离甲醛离子，最终由于激光器的限制终止了上述实验。.项目后期调整了研究的内容，在以下三方面对多原子分子的解离动力学进行了研究：.（1）三原子分子离子的光解动力学，包括用两激光束进行的OCS+离子经由A2П←X2П和B2S←X2П跃迁的分质量光解离谱研究，该研究对于了解OCS+离子A2П←X2П跃迁对X2П不同振动激发态的相关性、 B2S←X2П跃迁对X2П不同旋轨态的相关性提供了新的数据（发表在“物理化学学报”和“化学物理学报”）； 用两激光束和离子成像技术进行了CO2+离子经由不同A2Пu电振态中介的光解离研究，讨论了CO2+ A电子态势能面上的弯曲构型势垒对分子离子构型变化的影响（与陈旸、张群小组合作，发表在“J. Chemical Physics”）； .（2）用离子速度成像开展了2-溴丁烷分子（2-C4H9Br）在~234nm和~265nm的光解离、2-溴己烷分子(2-C6H13Br)在~234 nm的光解动力学研究。从Br 和Br*原子的速度分布可知：2-溴丁烷分子在~234nm的光解有高能和低能两个解离通道，而在~265nm的光解只有一个解离通道。比较2-溴丁烷分子在~234nm和~265nm的光解离可知：各向异性参数b(Br)和b(Br*)、相对离子产额F(Br)、 3Q0和1Q1之间的势能面交叉几率都随着激光波长的增加而减少。（与陈旸、张群小组合作，发表在“化学物理学报”）；.（3）使用10-ns脉冲激光闪光光解方法研究了体系pH值对噻吨酮（TX）和二苯胺（DPA）反应的影响。结果表明：在激光脉冲（355nm, 4mJ/pulse）作用下，当pH=3和pH=1时，体系中有新物种TXH+生成，讨论了不同pH值时体系的反应机理。（与周晓国小组合作）。