碳及含碳原子团簇的生成、解离与反应动力学研究

项目从碳原子团簇入手，研制了原位研究团簇形成，反应和解离动力学的交叉分子—离子束串级飞行时间质谱仪，激光离子源射频离子阱质谱仪等新型装置，创新和发展了多种宏量制备含碳原子团簇的方法。以仅含一个碳原子的氯仿为起始物，不仅合成了C60、C70及其多种同分异构体，而且以氯原子辅获了它们形成过程的一系列中间产物，揭示了碳簇的生长过程。研究发现无论何种结构的碳，只要掺入微量的能在激光蒸发下产生氯等自由基的化合物，就能有效催化富勒烯离子的形成。根据实验结果，建立了反映团簇形成和解离机理的动力学方程，求解了相应的分布函数，模拟了各种实验条件下碳簇的形成和解离动力学。研究结果为确定碳簇的形成和解离机理提供了重要依据。