等离激元催化反应动力学研究装置

等离激元催化是利用金属纳米颗粒的局域表面等离激元来驱动化学反应的现象,已经发展成为多相催化的一个新兴研究领域.然而,实验研究中温度测量不准和反应物吸附状态不明确导致等离激元催化反应的微观机制存在争议.为了研究等离激元催化反应动力学,本文设计搭建了一台基于在线质谱检测的装置,通过对反应器的改进来解决温度测量和吸附状态识别的问题.相比于传统设计中仅安装一个热偶,本文在反应器中安装了三个热偶.基于传热模型,这种多点测温技术可以定量计算出催化剂的有效温度以及热反应的贡献.此外,在装置中集成了程序升温脱附谱,用于测量反应物的吸附状态.通过对模型催化反应Au/TiO_(2)等离激元催化H_(2)+D_(2)→HD的定量测量,测试了该装置的性能,明确了H_(2)/D_(2)在Au/TiO_(2)界面的解离吸附和非热反应对HD生成的贡献,证明了该装置在等离激元催化反应动力学研究方面的能力.

H_(2)S^(+)在325nm附近的光解动力学

本文通过研究H_(2)S^(+)的光解动力学,结合时间切片离子速度成像技术和高精度的理论计算,获得了解离波长从3.25158×10^(2)nm到3.25307×10^(2)nm范围内,对应的正离子激发态为H_(2)S^(+)A_(2)A_(1)(0,13,0)K=1态的高分辨离子速度影像.基于离子速度影像获得了不同解离波长下转动态分辨的产物总平动能谱及产物角分布能谱.从实验结果中可以清楚地观察到产物转动态分布和角分布各向异性渗数随着光解波长改变.结合理论计算得到的全维势能面推测光解过程中发挥关键作用的是离子在C2v对称性下A_(2)A_(1)和B_(2)B_(2)态的非绝热耦合以及Cg对称性下在锥形交叉区域的弛豫.