苯甲醚和四氯甲烷的多光子電離質(zhì)譜

【摘要】： 實(shí)驗(yàn)研究表明當(dāng)分子經(jīng)多光子激勵(lì)過(guò)程獲得能量時(shí),也就是分子相干地吸收兩個(gè)或兩個(gè)以上的光子,如果所吸收的光子能量達(dá)到或高于分子的電離勢(shì),分子發(fā)生電離,在這個(gè)過(guò)程中常常伴隨著化學(xué)鍵的斷裂使分子或離子裂解成小的碎片,這樣的光子與分子作用的過(guò)程就稱作多光子電離解離。質(zhì)譜法是一種研究多光子電離解離的有效方法,飛行時(shí)間質(zhì)譜就是利用飛行時(shí)間質(zhì)譜儀獲得有機(jī)物分子的質(zhì)譜,將多光子電離解離技術(shù)和飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合就是實(shí)驗(yàn)所要研究的多光子電離質(zhì)譜。本文主要是針對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的有機(jī)多原子分子苯甲醚和四氯甲烷,研究這兩種分子在激光作用時(shí)所發(fā)生的碎裂和電離的通道和原理。 苯甲醚是芳香醚中最簡(jiǎn)單也是最有代表性的醚類物質(zhì),是一種用途非常廣泛的工農(nóng)業(yè)原料,常被用作有機(jī)溶劑和醫(yī)藥中間體。對(duì)于苯甲醚從很早就有相關(guān)的報(bào)道研究而且一直被人們重視。我們的實(shí)驗(yàn)是利用飛行時(shí)間質(zhì)譜儀在激光作用下研究苯甲醚的多光子電離質(zhì)譜能夠得到苯甲醚分子的解離通道及機(jī)理。這可以使人們對(duì)苯甲醚的結(jié)構(gòu)以及官能醚鍵所連接的基團(tuán)等重要光物理性質(zhì)和光化學(xué)性質(zhì)有更深層次的認(rèn)識(shí),不僅能為苯甲醚及其衍生物的研究提供依據(jù),也能為其它芳香醚類的研究提供重要的參考價(jià)值。四氯甲烷也是一種較常見(jiàn)的化工原料,是一種良好的有機(jī)溶劑,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常被作為萃取劑等。由于四氯甲烷具有一定的毒性會(huì)破壞人體及動(dòng)物肝臟,并且會(huì)破壞臭氧層。所以四氯甲烷的解離電離過(guò)程一直都受到人們的重視。本文主要研究在確定波長(zhǎng)的激光作用下四氯甲烷的電離解離過(guò)程,通過(guò)改變激光能量強(qiáng)度等條件分析得到四氯甲烷分子的解離通道及機(jī)理。 本文主要內(nèi)容有四章。第一章是引言部分,簡(jiǎn)述了多光子電離解離的定義及分類和特點(diǎn)、飛行時(shí)間質(zhì)譜的原理和Gaussian 03的研究方法及理論基礎(chǔ)。第二章是實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法,介紹了本文實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)采集的儀器及實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)方法。第三章詳細(xì)分析了實(shí)驗(yàn)355nm激光作用下苯甲醚的多光子電離過(guò)程,得到苯甲醚分子的解離屬于母體離子解離階梯,苯甲醚分子首先相干的吸收3個(gè)光子成為富能母體離子而后解離成碎片離子,消除甲基通道是其主要解離通道,氫原子重排是另一個(gè)解離通道。用高斯軟件在HF／6-31G基組上模擬計(jì)算得到了C6H5OCH3分子和離子的穩(wěn)定構(gòu)型,計(jì)算了苯甲醚分子離子及其初級(jí)解離產(chǎn)物的能量。第四章分析四氯甲烷的多光子解離電離過(guò)程,討論了四氯甲烷分子的多光子解離電離通道和碎片離子的解離通道,結(jié)果表明四氯甲烷分子的主要解離通道是母體分子吸收3個(gè)光子到達(dá)電子激發(fā)態(tài)后,迅速解離成中性碎片離子,其中形成CCl通道是主要通道,形成C通道是次要通道。 【關(guān)鍵詞】：飛行時(shí)間質(zhì)譜 多光子電離 苯甲醚 四氯甲烷
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：O561.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 引言8-16
• 1.1 多光子電離與飛行時(shí)間質(zhì)譜8-12
• 1.1.1 多光子電離(MPI)8-10
• 1.1.2 飛行時(shí)間質(zhì)譜(TOF-MS)10-12
• 1.2 Gaussian 03程序簡(jiǎn)介12-15
• 1.2.1 Gaussian程序的計(jì)算方法13
• 1.2.2 基組的選擇13-15
• 1.3 課題研究現(xiàn)狀15-16
• 第二章 實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法16-20
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置16-19
• 2.1.1 飛行時(shí)間質(zhì)譜儀16-18
• 2.1.2 激光光源18
• 2.1.3 信號(hào)探測(cè)與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法19-20
• 第三章 苯甲醚的多光子電離質(zhì)譜及理論計(jì)算20-28
• 3.1 355nm激光作用下苯甲醚的多光子電離質(zhì)譜分析20-25
• 3.1.1 質(zhì)譜分析22-23
• 3.1.2 激光強(qiáng)度變化對(duì)質(zhì)譜的影響23-25
• 3.2 理論計(jì)算25-27
• 3.3 小結(jié)27-28
• 第四章 四氯甲烷的多光子電離質(zhì)譜研究28-36
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過(guò)程28-30
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)原理與裝置28-29
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程29-30
• 4.2 355nm激光作用下四氯甲烷的多光子電離質(zhì)譜分析30-35
• 4.2.1 質(zhì)譜分析31-32
• 4.2.2 激光相對(duì)脈沖閥延時(shí)變化對(duì)質(zhì)譜的影響32-33
• 4.2.3 激光強(qiáng)度變化對(duì)質(zhì)譜的影響33-35
• 4.3 小結(jié)35-36
• 第五章 全文總結(jié)36-37
• 參考文獻(xiàn)37-41
• 校期間所做的工作41-42
• 致謝42

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