飞秒脉冲作用下氯丙烯的多光子解离和电离动力学

doi:10.3866/PKU.WHXB201611111

物理化学学报 >> 2017, Vol. 33 >> Issue (3): 500-505.doi: 10.3866/PKU.WHXB201611111

飞秒脉冲作用下氯丙烯的多光子解离和电离动力学

刘宁亮^1,²,沈环^1,^2,*()

¹ 华中农业大学理学院,武汉 430070
² 华中农业大学应用物理研究所,武汉430070

收稿日期:2016-10-12 发布日期:2017-03-07
通讯作者: 沈环 E-mail:shenhuan@mail.hzau.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(21403080);国家自然科学基金(61308028);高等学校博士学科点专项科研基金(20130146120015)

Multiphoton Dissociation and Ionization Dynamics of Allyl Chloride Using Femtosecond Laser Pulses

Ning-Liang LIU^1,²,Huan SHEN^1,^2,*()

¹ College of Science, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, P. R. China
² Institute of Applied Physics, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, P. R. China

Received:2016-10-12 Published:2017-03-07
Contact: Huan SHEN E-mail:shenhuan@mail.hzau.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21403080);the National Natural Science Foundation of China(61308028);Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education, China(20130146120015)

摘要/Abstract

摘要：

利用飞秒激光脉冲,在200、400和800 nm下对氯丙烯(C₃H₅Cl)的光解离和电离动力学进行了研究.实验测量了氯丙烯在飞秒脉冲作用下的飞行时间质谱、光强指数以及光电子影像.结果发现在短波(200 nm)时,母体分子的电离为主要通道,而其他离子均来源于C₃H₅Cl⁺的解离.当波长移动到长波(800 nm)时,碎片离子就占据了主导.这些碎片离子来源于中性碎片的多光子电离过程,而这些中性碎片又是由C₃H₅Cl的中间态直接解离而产生的.这意味着,光解离过程起到非常重要的作用.这是因为800 nm可以激发分子达到能够产生中性碎片的中间态.在400 nm时,虽然中间态的解离过程仍然至关重要,但并没有在800 nm时明显.综上所述,本文的研究证实了氯丙烯的光解离/电离行为具有波长依赖性,并揭示了氯丙烯在200、400和800 nm飞秒激光作用下的复杂动力学过程.

关键词: 飞秒激光脉冲, 飞行时间质谱, 光电子影像, 氯丙烯, 多光子解离和电离

Abstract:

The dissociation and photoionization dynamics of C₃H₅Cl were studied at 200, 400, and 800 nm with femtosecond laser pulses. The time-of-flight mass spectra, laser power index and photoelectron images were recorded. At short wavelength (200 nm), ionization of the parent molecule was found to be the dominant channel, while other ions were generated by the dissociation of C₃H₅Cl⁺. With the shift to long wavelength (e.g., 800 nm), fragment ions became dominant, and were generated through the multiphoton ionization of neutral fragments after the photodissociation of C₃H₅Cl. These results imply that photodissociation plays a significant role at long wavelength, because neutral fragments are supposed to be generated from the intermediate states reached by 800 nm photons. At 400 nm, the dissociation on the intermediate states is also critical, but is not as high as that at 800 nm. Taken together, our results demonstrate that the dissociation/ionization behaviors of allyl chloride are wavelength-dependent, and reveal the complex dynamics of allyl chloride at 200, 400 and 800 nm.

Key words: Femtosecond laser pulse, Time-of-flight mass spectrometry, Photoelectron imaging, Allyl chloride, Multiphoton dissociation and ionization

刘宁亮,沈环. 飞秒脉冲作用下氯丙烯的多光子解离和电离动力学[J]. 物理化学学报, 2017, 33(3), 500-505. doi: 10.3866/PKU.WHXB201611111

Ning-Liang LIU,Huan SHEN. Multiphoton Dissociation and Ionization Dynamics of Allyl Chloride Using Femtosecond Laser Pulses[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33(3), 500-505. doi: 10.3866/PKU.WHXB201611111

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201611111

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2017/V33/I3/500

参考文献

1	Buff D. R. ; Parr C. A. ; Jason J. A. Int. J. Mass Spectrom. Ion Physics 1981, 40, 31.
2	Traeger C. J. Int. J.Mass Spectrom. Ion Processes 1984, 58, 259.
3	Castillejo M. ; Martin M. ; de Nalda R. ; Couris S. ; Koudoumas E. Chem. Phys. Lett. 2002, 353, 295.
4	Shen H. ; Hua L. Q. ; Cao Z. Z. ; Zhang B. Opt. Commun. 2009, 282, 287.
5	Ji L. ; Tang Y. ; Zhu R. S. ; Wei Z. R. ; Zhang B. J.Chem. Phys. 2006, 125, 164307.
6	Fan H. ; Pratt S. T. J.Phys. Chem. A 2007, 111, 3901.
7	Myers T. L. ; Kitchen D. C. ; Hu B. ; Butler L. J. J.Chem.Phys. 1996, 104, 5446.
8	Morton M. L. ; Butler L. J. ; Stephenson T. A. J.Chem. Phys. 2002, 116, 2763.
9	Park M. S. ; Lee K.W. ; Ju ng ; K. H. J. Chem. Phys. 2001, 114, 10368.
10	Liu Y. ; Bulter L. J. J.Chem. Phys. 2004, 121, 11016.
11	Jin B. Y. ; Lee M. ; Kim S. M. J.Chem. Phys. 2005, 123, 044306.
12	Lee M. ; Kim M. S. J.Phys. Chem. A 2003, 107, 11401.
13	Shen H. ; Chen J. J. ; Hua L. Q. ; Zhang B. J.Phys. Chem. A 2014, 118, 4444.
14	Hua L. Q. ; Shen H. ; Hu C. J. ; Zhang B. J.Chem. Phys. 2008, 129, 244308.
15	Shen H. ; Hua L. ; Hu C. ; Zhang B. J.Mol. Spectrosc. 2009, 257, 200.
16	Wu C.Y. ; Ren H.Z. ; Liu T. T. ; Ma R. ; Yang H. ; Jiang H. B. ; Gong Q. H. Int. J.Mass Spectrom. 2002, 216, 249.
17	Worrell C.W. J.Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 1974, 3, 359.
18	Dribinski V. ; Ossadtchi A. ; Mandelshtam V. A. ; Reisler H. Rev. Sci. Instrum. 2002, 73, 2634.
19	Gentry W. R. ; Giese C. F. Rev. Sci. Instrum. 1978, 49, 595.
20	Roeterdink W. G. ; Janssen M. H. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 601.
21	Torres I. ; Martinez R. ; Castano F. J.Phys. B:At. Mol. Opt.Phys. 2002, 35, 2423.
22	Elshakre M. Radiat. Phys. Chem. 2015, 112, 49.
23	Martinez P. G. ; Fontaine A. C. ; Kohler C. ; Berge L. J.Phys.B:At. Mol. Opt. Phys. 2015, 48, 094010.
24	Gilbert T. ; Fisher I. ; Chem P. J.Chem. Phys. 2000, 113, 561.
25	Houle F. A. ; Beauchamp J. L. J.Am. Chem. Soc. 1978, 100, 3290.

[1]	龙金友,刘志明,邱学军,张冰. 2-甲基呋喃分子激发态超快非绝热动力学[J]. 物理化学学报, 2017, 33(3): 506 -512 .
[2]	孙中发, 高治, 吴向坤, 唐国强, 周晓国, 刘世林. N₂O⁺离子B²П态的光谱与光解离动力学[J]. 物理化学学报, 2015, 31(5): 829 -835 .
[3]	布玛丽亚·阿布力米提, 朱荣淑, 邱学军, 秦晨, 张冰. 飞秒时间分辨的光电子影像对3-甲基吡啶分子超快动力学研究[J]. 物理化学学报, 2014, 30(1): 22 -27 .
[4]	丁中华, 邱学军, 徐晏琪, 王艳梅, 张冰. 飞秒时间分辨的光电子影像研究氯化苄分子内转换动力学[J]. 物理化学学报, 2012, 28(12): 2761 -2766 .
[5]	GHAZAL Ahmed-Yousif, 邱学军, 秦朝朝, 龙金友, 布玛丽亚·阿布力米提, 张冰. 飞秒时间分辨的光电子影像技术研究2-氯吡啶超快内转换动力学[J]. 物理化学学报, 2012, 28(11): 2543 -2548 .
[6]	张蓉蓉, 秦朝朝, 龙金友, 杨明晖, 张冰. 丙烯酸分子的激发态超快预解离动力学[J]. 物理化学学报, 2012, 28(03): 522 -527 .
[7]	吴曼曼, 唐小锋, 牛铭理, 周晓国, 戴静华, 刘世林. 氯甲烷分子在13至17 eV激发能量范围内的电离解离[J]. 物理化学学报, 2011, 27(12): 2749 -2754 .
[8]	甄承, 唐小锋, 周晓国, 刘世林. 离子速度成像在阈值光电子-光离子符合测量中的应用和改进[J]. 物理化学学报, 2011, 27(07): 1574 -1578 .
[9]	刘玉柱, 秦朝朝, 张嵩, 王艳梅, 张冰. 氯苯分子第一激发态超快动力学[J]. 物理化学学报, 2011, 27(04): 965 -970 .
[10]	马嘉璧, 吴晓楠, 赵艳霞, 何圣贵, 丁迅雷. 钒氧阴离子团簇与小分子碳氢化合物反应的实验和理论研究[J]. 物理化学学报, 2010, 26(07): 1761 -1767 .
[11]	张盛, 夏元钦, 陈德应. N²⁺₂离子在线偏振和圆偏振强激光场中的解离[J]. 物理化学学报, 2009, 25(08): 1683 -1688 .
[12]	胡义华;林家勇;武华;陈仁;王小涓;杨世和. 复合物Mg⁺-S₂(CH₃)₂的光诱导反应[J]. 物理化学学报, 2006, 22(06): 744 -746 .
[13]	胡义华;张兴初;武华;王小涓;陈丽;刘海川;杨世和. 复合物Mg⁺-NCSCH₃光诱导反应[J]. 物理化学学报, 2005, 21(04): 435 -438 .
[14]	王操;孔繁敖. 多原子分子在强飞秒激光场中的解离[J]. 物理化学学报, 2004, 20(08S): 1055 -1062 .
[15]	唐颖;姬磊;唐碧峰;朱荣淑;张嵩;张冰. 溴代烷烃在紫外波段的光解离过程[J]. 物理化学学报, 2004, 20(04): 344 -349 .

飞秒脉冲作用下氯丙烯的多光子解离和电离动力学

Multiphoton Dissociation and Ionization Dynamics of Allyl Chloride Using Femtosecond Laser Pulses

RichHTML

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0