激光诱导Al等离子体发射光谱特性的实验研究

本文从实验上研究了不同缓冲气体(He,Ar,N2和Air)中激光Al等离子体的时间分辨发射光谱,研究了原子发射谱线的强度和Stark展宽随延时、缓冲气体性质和压力变化的规律。结果表明原子谱线的强度在3μs左右达到最大值,随着延时的增加,谱线的Stark展宽减小,而缓冲气体压力的增大导致谱线的Stark展宽增大,在实验测定的四种缓冲气体中,Ar气体中谱线的Stark展宽最大。

激光烧蚀铝等离子体中离子特性的实验研究

通过外加平行极板直流电场法 ,测定了准分子激光烧蚀Al靶产生微等离子体中离子形成的电流 ,研究了激光能量、气压以及电压等因素对等离子体中的离子特性的影响 ,并对离子产生的机制进行了讨论 .

活性氮与碘乙烷反应化学发光研究

在流动余辉装置上,利用N2空心阴极放电制备活性氮,研究了活性氮与碘乙烷(C2H5I)反应的化学发光.在620～820nm波长范围内观察到了较强的发射光谱,拟合得到的光谱常数表明它来源于NI(b1Σ+→X3Σ-)跃迁,并对35个谱峰进行了振动归属.最后讨论了活性氮中主要成分与C2H5I反应的可能过程,结合辅助性实验分析表明,活性氮中的N(2P)与C2H5I直接反应很可能产生激发态NI(b1Σ+)自由基.这是利用化学反应直接产生激发态NI(b1Σ+)的首次报道,观察到的激发态最高振动能级为v'=6.

活性氮与氯代烷烃碰撞的发射光谱研究

在流动反应管中通过氮气空心阴极放电产生了活性氮,在其下游加入含氯有机物,观察到解离产物的发射光谱,并对其解离过程进行了简单的讨论.实验结果表明,活性氮与CCl4碰撞反应时可产生激发态的NCl(b1Σ+)自由基,而活性氮与CHCl3或CH2Cl2等碰撞反应时则只有CN(A,B)出现,没有NCl(b1Σ+)产生.

溴代烷烃与活性氮的反应发光研究

在流动余辉装置上,利用N2空心阴极放电制备活性氮,研究了活性氮与溴代烷烃(CHBr3、CH2Br2、C2H5Br、C4H9Br)反应的化学发光.上述所有反应中,在550～750nm波段均观察到了较强的NBr(b1Σ+→X3Σ-)跃迁发射谱.同时在活性氮与CHBr3和CH2Br2的反应中,在流动管下游还观察到了CN(A2仔,B2仔→X2撞+)的发射谱.验证性的实验表明,激发态NBr(b1Σ+)是由二步过程形成:N(4S)与溴代烷烃反应生成NBr(X3Σ-),再通过N2(A3Σu+)分子能量转移到激发态NBr(b1Σ+);而激发态的CN是通过N(4S)+CBr→CN(A,B)+Br过程形成的.

缓冲气体对激光等离子体光谱特性影响的实验研究

准分子激光 (波长 :30 8nm ,脉宽 :10ns)诱导Al等离子体。详细研究了缓冲气体对激光等离子体光谱特性的影响 ,测量了不同延时下激光诱导Al等离子体的电子温度和不同缓冲气压下光谱线的Stark展宽并由此计算了等离子体的电子密度 。

激光溅射Co等离子体与气相CH_3OH团簇的反应

用激光溅射-分子束技术研究了气相中Co等离子体与甲醇分子团簇的反应,观察到了Co+(CH3OH)n、Co+(H2O)(CH3OH)n、H+(CH3OH)n三个种类的团簇离子.实验表明随着激光脉冲能量的增加,Co+(CH3OH)n团簇的尺寸减小,当Co等离子体作用于甲醇分子束的中段时所得到的主要团簇离子Co+(CH3OH)n信号强度最大.

酮类有机物放电离子淌度谱研究

离子淌度谱是一种快速检测痕量挥发性有机物的高灵敏方法。在放电离子源离子淌度谱装置上,研究了八种酮类有机物的离子淌度谱。实验测量了各种离子的约化迁移率,其中丙酮、正丁酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、苯乙酮的实验结果与前人63Ni放射源离子淌度谱相一致,而甲基异丙基酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮单体和二聚体离子的约化迁移率则是首次报道。实验测量的约化迁移率与离子质量线性相关,获得的对酮类有机物检测灵敏度在ng·L-1量级。

活性氮与SO_2和SOCl_2的传能反应

在流动余辉装置上,研究了活性氮与SO2和SOCl2之间的反应过程.在280～500nm,观察到了SO2(A"1A2,#B1B1$#X1A1)和SO2(%a3B1$#X1A1)的发射光谱.对比由Ar(3P0,2)与N2碰撞反应产生的纯N2(A3∑u+)与SO2、SOCl2之间反应的实验结果,可以说明,N2(A3∑u+)在活性氮与SO2的反应中是主要的能量载体,它与SO2的直接能量转移反应形成了激发态的SO2(#A1A2,B#1B1);在活性氮与SOCl2的反应中观测到的激发态SO2(%a3B1),则可能主要是通过N(4S)与SOCl2反应生成的N2O(X1∑+)和N2(A3∑u+)与SOCl2反应生成的SO(X3∑-)之间的化学反应过程产生.

亚稳态SO(c^1Σ^-,v′=0)的猝灭动力学

在流动余辉装置上,研究了SO(c1Σ-)的猝灭动力学过程.获得了SO2,O2,CO2,N2,He,CS2,CH3OH,C2H5OH,C3H7OH,C4H9OH,CH3COCH3,C6H6,CH2Cl2,CH2Br2,CHCl3,CCl4等16种分子与SO(c1Σ-)发生猝灭反应的速率常数.初步分析表明:醇类分子CnH2n+1OH(n=1,2,3,4)中的C—H键的数目与其对SO(c1Σ-)的猝灭速率成正比;CO2,N2等非极性无机小分子对SO(c1Σ-)的猝灭作用不明显,强极性分子SO2对SO(c1Σ-)的猝灭作用较强.卤代烷烃中的卤素原子的大小对SO(c1Σ-)的猝灭过程发挥着较重要的作用;而氯代烷烃中氯原子的个数与猝灭速率之间的关系不明显.

Ar(~3P_(0,2))与SO_2反应产生SO(A^(″3)Σ^+)的光谱

在流动余辉装置上,研究了亚稳态Ar(3P0,2)与SO2的传能反应.在位于流动管不同位置的两个窗口处,观察到了320~600nm的不同的两组光谱序列.其中,下游窗口所测光谱与之前作者在Ar与SO2混合气体空心阴极放电实验中得到的光谱一致,确定为SO(c1Σ-→X3Σ-)的发射谱;根据基于最小二乘法编写的光谱模拟程序模拟的光谱结果,上游窗口所测光谱中位于SO(c1Σ-→X3Σ-)发射谱线长波方向上的光谱序列被归属为SO(A″3Σ+→X3Σ-),并得到SO(A″3Σ+)的光谱常数为:T00=(30460±18.0)cm-1,ωe′χe′=(7.7±0.8)cm-1,ωe′=(685±8.0)cm-1.

温度对吡啶离子液体性质影响的分子动力学模拟研究

运用分子动力学模拟方法研究了温度对三种吡啶离子液体[BPy][BF_4]、[HPy][BF_4]、[OPy][BF_4]热力学性质的影响,得到了每个体系的密度、自扩散系数、电导率和黏度等.研究结果表明:随着温度升高,同一种离子液体的密度减小,阴阳离子的自扩散系数明显增大,电导率升高,而黏度降低.在同一温度下,随着阳离子上烷基链的增长,离子液体的密度减小,但热力学性质的变化规律并不完全同步.烷基链长最短的[BPy][BF_4]的自扩散系数和电导率在每个温度下均为最大,而黏度最小;但烷基碳链更长的[OPy][BF_4]和[HPy][BF_4]的各种性质相差不大,甚至当温度大于323 K时,烷基链较长的[OPy][BF_4]的自扩散系数比[HPy][BF_4]的大.

活性氮与三溴甲烷反应化学发光研究

在流动余辉装置上,利用空心阴极放电产生的活性氮与CHBr3分子碰撞,在550-750 nm波长范围内观察到了较强的NBr(b→X)跃迁发射谱;同时,在反应管的下游,我们探测到了CN(A,B)的发射谱。分析认为化学发光机理是:亚稳态氮原子N(2D)与CHBr3之间的一步传能反应直接产生了NBr(b)激发态,而CN(A,B)态则来自基态原子N(4S)与CBr的反应,其中CBr是CHBr3经活性氮中的亚稳态N2(A)激发离解形成的。

过渡金属离子Ni^+与甲醇、乙醇团簇反应的质谱研究

利用激光溅射-超声分子束技术在反射式飞行时间质谱仪上研究了气相条件下Ni等离子体和甲醇、乙醇分子团簇的反应。实验中,直接用激光溅射Ni靶时观察到Ni的五种同位素离子(58Ni+、60Ni+、61Ni+、62Ni+、64Ni+),在Ni等离子体和甲醇分子团簇的反应中观察到Ni+(CH3OH)n、Ni O+(CH3OH)n、Ni CH2+(CH3OH)n、H+(H2O)(CH3OH)n、四种团簇正离子,在Ni和乙醇分子团簇的反应中观察到Ni+(C2H5OH)n、Ni CH2+(C2H5OH)n、Ni C2H4+(C2H5OH)n、H+(H2O)(C2H5OH)n四种团簇正离子。重点研究了Ni和甲醇团簇反应的产物离子在不同的激光延时、激光能量、载气压力条件下对团簇产物种类和尺寸的影响及团簇产物的变化规律,并对团簇产物离子的形成机理进行了解释。

活性氮反应产生激发态卤化氮实验研究

报道了利用氮气放电产生的活性氮有效制备激发态卤氮自由基NX(b)(X=F,Cl,Br)的方法.在流动余辉装置上,将含溴有机物CH2Br2、CHBr3、C2H5Br、C4H9Br加入到活性氮中,在550～750nm观察到了较强的NBr(b→X)跃迁发射光谱.机理分析表明,活性氮中的基态氮原子N(4S)与含溴分子反应首先产生基态的NBr,由于亚稳态分子N2(A3Σ+u)的能量转移作用,基态NBr被激发到NBr(b).当含氯有机物CCl4、SOCl2加入到活性氮中时,观察到了NCl(b→X)的发射光谱,而当CHCl3、CH2Cl2加入到活性氮中时,却没有观察到NCl(b)态的辐射跃迁.当SF6与氮气混合放电时,观察到了NF(b)态的跃迁发射谱.分析表明,基态的NCl和NF自由基分别是由N(4S)+CCl3(SOCl2)→NCl(X)+CCl2(SOCl)和N(4S)+SF5→NF(X)+SF4通道产生的,再通过N2(A)能量转移到激发态.

激光诱导Al等离子体中电子密度和温度的实验研究

激光烧蚀等离子体在微量元素分析方面有着重要的应用背景 ,而缓冲气体的种类及压力对激光等离子体的特性有重要影响。报道了以氦气、氩气、氮气和空气作为缓冲气体 ,实验测定了不同气压下Nd∶YAG激光烧蚀Al靶产生的等离子体中的时间分辨发射光谱 ,利用发射谱线的Stark展宽和相对强度计算了等离子体中的电子密度和温度 ,得到了在不同缓冲气体中激光诱导Al等离子体的电子密度随延时、气压的演化规律 ,同时得到了电子温度的时间演化特性。实验结果表明 ,电子密度的数量级约为 10 17cm-3 ,电子温度测量值约为 10 0 0 0K ,二者都是在激光脉冲后随时间快速衰减 ,直到 4 μs以后达到一个较低的水平并缓慢变化 ,其中以氩气作为缓冲气体时等离子体中的电子密度最大。

活性氮与溴分子反应的实验研究

在流动反应管中,利用高纯N2空心阴极放电制备活性氮,研究了活性氮与溴分子碰撞反应得到的发射光谱.在540～800nm波段观察到了较强的NBr(b1Σ+→X3Σ-)跃迁发射谱,在292nm处观察到了Br2(D'→A')辐射跃迁.实验结果表明,得到的NBr(b1Σ+)显示出了非弛豫的发射特征,最高振动能级为ν'=9.激发态的NBr(b1Σ+)是由活性氮中的N(2P)原子与Br2直接反应生成的.