高氮含量钠杂氮团簇的生成与检测

为了将NaN3及NaN3分别与BN、ZrN、Ti混合粉末(摩尔比1∶1)经压片机制成直径为13mm、厚度为2~5mm的底物,使用高纯氮气为反应气体和载气,采用液氮冷却离子源,经激光溅射生成了钠杂氮团簇NaNn+(n=2、4、5、6、7、8、9、10、11、12),采用反射式飞行时间质谱仪检测并获得了其质谱图。结果表明,不同底物生成的钠杂氮团簇具有不同特点,激光溅射NaN3和NaN3/BN混合物分别生成了4种钠杂氮团簇NaN+n(n=2、4、6、8),但是其离子峰相对强度随氮原子数变化的趋势不同;激光溅射NaN3生成的钠杂氮团簇离子峰相对强度随氮原子数从2到6逐渐增高,到8时降低,而激光溅射NaN3和NaN3/BN混合物生成的钠杂氮团簇离子峰的相对强度随氮原子数增加单调下降;激光溅射NaN3/ZrN混合物生成了不同于NaN3和NaN3/BN混合物的钠杂氮团簇NaN+10和NaN4(H2O)+,最大氮原子数达到10。其中以NaN3/TiN混合样品为底物生成的钠杂氮团簇NaNn+种类最多、含氮量最高,氮原子数最多的团簇为NaN12+,NaN12+的含氮质量百分数达到约88%。

激光溅射法生成碱金属杂氮原子团簇NaN_(n)^(+)和KN_(n)^(+)

以高纯氮气为载气和反应物,分别通过激光轰击NaF、NaCl、KF和KCl压制成的样品,生成了相应团簇NaN_(n)^(+)和KN+n,得到了团簇质谱图。其中,发现了钠杂氮团簇NaN_(2)^(+)、NaN_(4)^(+)、NaN_(5)^(+)、NaN_(6)^(+)、NaN_(8)^(+)、NaN_(9)^(+)、NaN_(10)^(+)、NaN_(12)^(+)和钾杂氮团簇KN_(2)^(+)、KN_(4)^(+)、KN_(6)^(+)、KN_(8)^(+)。质谱分析表明,氮原子数为奇数的钠和钾杂氮原子团簇不容易生成,而氮原子数为偶数的钠杂氮原子团簇和钾杂氮原子团簇较容易生成,其离子峰的相对强度随氮原子数增加而降低。